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【中青骨干人才篇⑨】杜霞博士——用“大数据”探索中医药的奥秘

发布时间:2024-08-05 16:24   来源:院微信公众号   浏览次数:

【编者按】人才是基础和保障,中青年骨干人才是我院高质量发展的坚强动力。本栏目陆续推出我院科研医疗战线副主任医师以上中青年骨干人才、科研项目带头人,请踊跃赐稿。

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杜霞,女,副研究员,博士,中国中医科学院中药所博士后,陕西省青年科技新星,硕士研究生导师。现任陕西省中医药研究院中药研究所办公室主任。主要研究内容为:(1)以证候为切入点,基于大数据及机器学习算法建立“疾病-证候-方药”等多维复杂模式识别模型,辅助临床精准辩证并阐释中医药治疗疾病的疗效机制;(2)以功效标志物为切入点,基于深度机器学习算法建立中药成分与其整体生物效应之间的定量关联,建立中药质量控制新方法。主持国家自然科学基金项目1项,陕西省科技厅、陕西省中医药管理局等省部级项目7项;发表学术论文50余篇,其中SCI一作/通讯论文共计20篇,单篇影响因子最高为20.577;获得1项计算机软件著作权登记证书,获山东博士后创新创业大赛优秀项目奖;申请国家发明专利5项。此外,作为核心骨干参与了中医药百科全书ETCM数据库及国际首个证候本体数据库及多维定量关联计算平台SoFDA的建立,在利用大数据、机器学习等技术揭示中医药疗效机制方面位于国内领先水平。现任世界中医药联合会网络药理学专业委员会第二届理事会常务理事、陕西省药理学会理事、陕西省中西医结合学会第一届健康科普专业委员会秘书长等学术兼职。

邂逅中医药,积极探寻“大数据”与中医药结合之法

2014年末,计算化学专业博士杜霞就职我院中药研究所。计算化学作为一门融合化学、数学和计算机多学科交叉的新兴学科,彼时在中医药领域鲜有运用。为了尽快找到计算与中医药结合的突破点,杜博士积极与同事交流探讨,以获取更多的灵感和思路,同时,她积极学习中医药相关知识,并深入实验室主动参与院内制剂的研发和动物实验中,不放过任何一个可能带来突破的机会。一个偶然的机会,同事的一句话给她带来了灵感:“中药里那么多成分,倘若能将有用的成分找出来将会很有意义。”这让她想到了可以利用计算机虚拟筛选在海量的中药成分数据库中高通量快速筛选疾病靶标的有效成分,有了这个想法,说干就干,在院、所领导的大力支持下,她成功搭建了计算机模拟与设计服务器平台,并从近4万余种中药化合物库中,通过虚拟筛选获得3种治疗糖尿病的候选药物分子。参加工作第一年,她就中标了2项厅局级项目,并发表了2篇论文,其中1篇为SCI论文。初探的成功似一剂强心针,给了她强大的信心和动力,也让她深深坚信大数据与中医药必定能碰撞出更加耀眼的火花。

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结识中医药,潜心研习“大数据”与中医药融合之术

随着研究的深入,杜霞博士发现,中医药的特点是“多成分、多靶标、多作用机制”,虚拟筛选往往只是针对特定靶标,难以充分体现中医药的优势。若能找到中药所有成分作用的靶标或能从整体洞悉中药的药效物质及作用机制。带着这样的疑问,杜霞博士查阅文献发现网络药理学正是依循这样的思路来探究中药。她立刻开始研习,凭借计算专业背景,不到一周她便成功掌握了网络药理学的原理与方法。此外,她还向西北农林科技大学生物信息学组王永华老师课题组申请入组学习了一个多月,扎实掌握各种建模方法。

随后,便以大品种药物头痛宁胶囊作为示范案例,在我院率先开展网络药理学研究工作,并成功中标 1 项陕西省科技厅项目。不仅如此,她还积极与同事合作,将分子模拟技术用于阐释黄精凝集素等中药成分抗肿瘤的微观作用机制,并发表多篇SCI论文。经过不断地学习与探索,杜霞博士明确了基于计算与实验相结合的中药药效物质及作用机制的研究方向,并发表了30余篇论文,其中SCI论文10余篇。

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熟稔中医药,大胆开创“大数据”与中医药创新之径

2019年,杜霞博士成功申请到了中国中医科学院中药研究所整合药理学课题组的博士后。在与合作导师许海玉研究员确定研究课题时,她提出:辩证论治是中医治病的关键,我想建立一个以证候为切入点能量化“疾病-证候-方剂”关联的模型。为了不耽误科研项目的正常进展,她利用晚上和节假日查询中医药典籍、疾病表型数据库信息,编程进行特征提取和梳理,然后尝试不同的机器学习算法,历时两年终于完成“疾病-证候-方剂”关联模型的构建,并以抗疫名方化湿败毒方为示范案例,首次从计算角度发现其对COVID-19潜在的治疗机制,相关成果发表在Science Bulletin上(影响因子:20.577),并获批1项国家自然科学基金青年项目。

基于该模型研究特色院内制剂防治优势病种的疗效机制也成为我院国家中医药传承创新中心项目重要研究内容之一。杜霞博士再接再厉,将传统研究与深度机器学习算法结合,以大黄为例,构建了“量-效”关联模型,建立与临床功效相关的的中药质量控制新方法。而今,这两个模型已与中药所两大研究方向深度融合,成为了特色研究内容。基于这些工作,杜霞博士于2021年获得“陕西省青年科技新星”称号,2022年获中国中医科学院博士后科研业绩量化第二名,2023年获陕西省中西医结合学会先进科研工作者,并多次荣获我院科研标兵和先进个人。

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科研有绩,公共事务尽职显担当

除科研工作外,杜霞博士积极参与我院多项重要工作。她积极参与我院国家中医药传承创新中心、“医研校企”中医药传承创新平台等的申报,作为骨干参与中药所秦药重点实验室、“双链融合”中青年科研创新团队、秦药质量控制与创新产品研发创新团队等重要项目申报,并按时推进研究任务。同时,她积极承担公共事务。2015年进所之初,她就承担中药所党支部党建工作,建立了支部党务工作档案,配合支部成功申报五星级党支部。2017年担任组织委员后,她更是认真学习党的理论和党建知识,做好支部党建工作,在卫健委的督导检查中屡获好评,并多次被授予“优秀共产党员”或“优秀党务工作者”称号,2021年她被评为省卫生健康委直属系统优秀共产党员。

202110月,在院、所领导的支持和信任下,她被任命为所办公室主任,办公室工作繁杂、琐碎,多年的党务和科研培养了她良好的逻辑思维和统筹能力,自上任起,她坚持做传好声、行好文、看好人、当好家的“四好管家”。牵头制定或完善21项所管理制度并通过督导检查促落实;不断完善所内各类资产的日常管理,规范工作程序,提质增效;重视所内人员的安全教育,督导检查确保安全生产;疫情封控期间,她多次自己开车购买和运送饲料垫料,保障实验动物安全;疫情放开时,面对大面积减员,她坚守岗位,协助抗疫制剂的研发,制剂中心缺人手就主动去帮忙,她始终以实际行动践行责任和担当。

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学习是推动人类社会不断进步的动力。杜霞博士始终保持对学习极大的热忱,从未停歇追求进步的步伐。不管是科研还是行政事务,她皆凭借学习之力不断进取、勇攀高峰,以执着坚守与笃定信念,助力我院中医药事业高质量发展!


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