系统生物学的特点

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系统生物学的特点范文第1篇

关键词：计算系统生物学；教学；医学院校；课程

生命系统高度复杂,成千上万的基因相互作用,形成复杂的调控网络,继而完成特定的生物学过程。传统生物学实验从单个基因角度出发,探索生命现象或者疾病致病机制,忽略了系统中各个层面的交互、支持、整合等作用,限制了生物学研究的发展。随着高通量测序技术的发展,海量组学数据(基因组、转录组、蛋白质组、表观组、互作组等)的涌现,以及生物信息整合分析技术的开发,计算系统生物学应运而生[1]。计算系统生物学是生物信息专业本科生基础课程。自哈尔滨医科大学2003年开设生物信息专业以来,计算系统生物学一直是该专业学生的主干课程,经过多年的理论与实践教学,笔者将探讨该课程相关内容和教学方法,以期提高教学质量。

1计算系统生物学课程简介

计算系统生物学是一门新学科,以生物信息学为基础,以计算为工具,从系统的角度解决生物学和医学问题。计算系统生物学研究流程首先是实验数据的获得,其次是利用计算生物学建立生物模型。科学家把计算系统生物学分为“湿”的实验部分(实验室内的研究)和“干”的实验部分(计算机模拟和理论分析)。“干”和“湿”实验的完美整合才是真正的计算系统生物学[2]。计算系统生物学的核心是整合,包括三方面：将系统内不同性质的构成要素(基因、mRNA、蛋白质、生物小分子等)整合在一起进行研究；从基因到细胞、到组织、到个体的各个层次的整合；研究思路和方法的整合(水平型和垂直型整合)。计算系统生物学与其他学科密切相关,如生物信息学、分子生物学、数学、计算机[3]。计算系统生物学不仅仅渗透到医药领域,也已经广泛应用到能源领域,工业生产、畜牧农林业等等。

2教学现状

计算系统生物学课程总学时数目是60学时,包括42学时理论学时和18学时实验学时。一般开设在本科三年级。该课程授课教师质量优,是从生物信息学方向毕业的博士,具有生物背景和数学背景,常年从事复杂疾病的系统生物学方面的研究。由于该课程在医学院校开设,必然需要一些具备计算机和算法良好基础的优秀教师参与授课,这样才能使得该课程具有良好的师资结构,保证好的授课效果。目前,据不完全统计,全国有30余家生物信息学专业开设计算系统生物学课程。不同背景的院校开设该课程,侧重点各有不同。工科院校侧重算法的开发和模型的建立。医学院校侧重生物学问题和疾病机制的探索。

3教学内容

目前没有规范的、成熟的中文计算系统生物学课程教材,均是授课教师编写的讲义。授课教师根据专业背景、专业人才培养定位,紧跟专业前沿研究内容,制定教学大纲和教学计划,包括理论课和实验课。教学大纲包括理论课每一个学时的授课内容(掌握和熟悉的内容)、教学基本要求、教学重点和难点。实验课需要明确实验名称、实验内容、实验目的和要求、实验程序、结果分析等。计算系统生物学的实验制定以理论为基础,将理论应用于时间,旨在提高学生动手操作能力。

4教学模式

4.1理论与实践结合

计算系统生物学课程依赖于专业基础课的内容,例如:组学的知识点、网络知识点、概率论、数理统计、计算机编程等。对于理论课,主要采用教师主导的传统讲授方法,运用PPT等多媒体授课,以弥补书本教材抽象、呆板的缺点。在授课课件中需要利用大量图片生动、形象地展示当前计算系统生物学研究领域的最新进展。收集或制作动画、视频教程在课堂上进行演示。从数据搜集、数据分析、数据综合、建立模型、干实验模拟、系统分析模型、提炼假设和预测,到最后的实验验证。这是一个经典的计算系统生物学分析流程。在理论知识的基础上,需要及时在实验课堂上进行实践。指导学生理解不同算法的基本原理,结合生物学问题,深入浅出地阐明计算系统生物学精髓。由于实验课课时有限,需要引导学生课后积极思考、探索有意思的生物问题,鼓励学生自己实践小课题,活学活用。鼓励学生自学,拓展知识面,积极关注最新科研动态,培养学生学习兴趣。

4.2案例式授课

计算系统生物学课程的理论知识是枯燥的,计算系统生物学是一门多学科交叉的科学,涉及的知识面广而深。例如:计算系统生物学涉及到数学知识,如贪婪算法、图算法、组合模式匹配、聚类和树、隐马氏模型、随机化算法等[4]。又如,涉及广泛的生物学知识点,必须有分子生物学、生物化学、细胞生物学知识储备。如何提高学生学习的积极性,学会将不同的知识点融会贯通的运用起来,是一个关键问题。在授课过程中,针对不同的教学内容和教学目的,需要采取不同的教学方法。因此,采取案例式方法授课,可以收到很好的教学效果。例如:在肿瘤系统生物学这部分知识点授课时,以肺癌为例,整合突变、拷贝数、甲基化等多维度分子改变识别肺癌相关基因[5]。首先,学生需要了解肺癌这个疾病的背景知识,了解不同分子改变的内涵；其次,要获得肺癌患者的数据,需要到公共数据库,如TheCancerGenomeAtlas等,搜集不同分子改变数据并进行处理；然后,根据一定的生物学假设,建立统计模型,应用到肺癌数据上；最后,进行癌基因的预测和验证。通过案例,引导学生思考,将不同的知识点进行融合利用,收到良好的教学效果。

4.3科研教学一体化

计算系统生物学是一门新学科,知识处于不断更新中。教师在授课过程中需要引导学生学会检索文献、阅读前沿英文文献,重视学生的创新思维,提高学生学习的积极性。我院实行学业导师制,学生在大三年级进入各位老师研究的课题组。那么,在授课过程中,授课教师需要注重引导学生将理论知识应用到解决科研问题上,将科学研究和教学一体化,以科研促进教学,学以致用,让学生感受到学到的知识的用处。这样学生对课程内容会产生兴趣,兴趣是最好的老师,这将有助于学生创新思维的训练和科研时间能力的培养。

5结语

总之,计算系统生物学教学目的是从大数据中挖掘有用的生物信息,并整合起来从整体上认识生物系统；用数学模型为生物系统建模,揭示生物机制和致病机制[6]。大数据时代下,精准医学的发展必然离不开计算系统生物学。通过该课程的授课,培养复合型的学生,提高学生的学习积极性、实践操作能力和解决实际问题的创新能力。同时,对我们任课教师也提出了更高的要求。授课教师需要不断提高自身素质,包括科研能力、教学水平等,积极和同专业的教师进行交流,不断地探索和完善计算系统生物学课程教学,培养具有跨越数理科学、生命科学、信息科学、医学等不同领域的优秀生物信息学人才。

参考文献

[1]刁妍妍,蔡超钱,蒋华良,等.计算系统生物学：理论、方法及在药物研发中的应用[J].生命科学,2010(10)：1035-1042.

[2]程妍,刘仲林.计算生物学一门充满活力的新兴交叉学科[J].科学学与科学技术管理,2006(3):11-15.

[3]高亚梅,韩毅强.《生物信息学》本科教学初探[J].生物信息学,2007(1):46-48.

[4]王兵,姚益平,邢飞.计算系统生物学中并行随机仿真方法研究进展[J].计算机工程与科学,2010,32(9):134-139.

[5]张百红,岳红云.肿瘤的系统生物学观点[J].中国肿瘤临床,2012(16):1233-1235.

系统生物学的特点范文第2篇

【关键词】中药复方配伍 靶点识别 信息技术

中药创制拥有几十年的研究基础，是发现和创制新药的重要源泉，目前，中药创制的研究主要集中于寻找疾病过程中某一特定步骤或某个蛋白靶点的高特异性抑制剂，但是采用网络生物技术研究发现，通过遗传与非遗传基因的多个小缺陷累加综合可以引发许多复杂性的疾病，例如：癌症，糖尿病，心血管系统疾病，和退变性神经系统疾病等，这些疾病并非由少数基因的大缺陷所致，因此，仅使用针对单一分子靶点的药物来治疗复杂的疾病，难以获得很好的疗效，这严重阻碍了中药的研究和发展，因此构建一个适合中医药研究的新模式成为中药研究拭待解决的问题。

1 多靶点药物驱动模式

近年来计算机科学飞速发展，不断渗入到各个学科中来，计算机科学和网络生物学的相互交叉发展为中药复方研究提供了崭新的思路和方法，文章把生物学网络应用于药物作用网络模型中来，通过对药物在网络中与网络节点或网络模块的关系的分析，把传统的“一个靶点，一种药物，一个疾病” （ one gene，one drug，one disease）的“单一靶点驱动”研究模式转换成“多靶点的综合网络调控驱动”模式，见表1，通过综合网络分析，对中药复方的设计以及治疗过程进行模型设计预测，优化设计方案，为研发基于网络调控的创新药物，提供了崭新的思路和方法，成为当今中药创制研究的重点领域。

文章重点研究了基于网络生物学的决策支持系统在药物靶点识别和中药分子设计中的作用。同时复杂的生物网络的构建和分析技术的发展为研究中药的化学成分与体内靶标的相互关系提供了新的研究手段，本项目尝试分子对接、网络构建与分析方法对中药的化合物及其靶标进行研究，并对系统生物学的分析方法和搜索策略存在的问题和挑战作了分析。为了可以在分子水平上更好的理解细胞以及器官的行为，把计算机技术融合在系统生物学的研究方法急性网络药理学分析中来，这样可以使我们能系统的预测和解释中药药物的作用，从而优化药物的设计方案。

2 系统的设计与实现

2.1 系统开发平台

将传统的中医药理论与现代信息技术有机地结合，应用现代信息技术、网络技术和数据库技术，通过挖掘中药海量数据库内所含的科学内涵，得出中药创制的决策信息。中药创制决策支持系统的开发是建立在windowsXp 操作系统平台下构建的，系统开发工具采用当今流行的开发工具：myeclipse ，数据库服务器选取的是sqlserver2000。

2.2 中药创制决策支持系统构建

中药创制决策支持系统的系统框架包含两部分内容，第一部分的功能主要是构建中药信息的基本数据，它包括中药、中药功效、中药复方、中药性能、基本症状等基本信息，该部分为中药创制的决策支持提供数据基础；第二部分是对中药复方配伍数据的多维分析处理，首先需要对中药的基本数据进行规范化处理，构建比较规范的标准数据集，然后采用数据挖掘和网络分析等关键技术，通过知识发现和比较，对中药复方进行系统的分析，得出蕴含在其中的中药复方配伍特征和组方特点，构建中药药材与靶点、疾病的相关性网络，即中药――靶点――疾病网络数据模型，然后根据这些数据模型分析、挖掘出中药方剂的药理特点，并发现某一单味药物或药对的用药频繁度，发现中药单方之间的配伍规律，通过隐含在其中的配伍规律，可以得出中药创制的决策支持信息，从而指导现代中药的创制研究。中药创制决策支持系统的体系结构如图1所示。

3 结束语

中药学科与信息科学的交叉是中药创制研究中新的学科生长点，许多地方还不太完善，因此，需要不断地将中医药学知识和多个学科的现代科学技术进行整合，这是一个漫长而持续的过程，探索建立中药复方研究的新思路新方法，将成为推动中医药创新发展的坚实后盾。

参考文献

[1]，高秀梅，张伯礼，程翼宇.论建立基于网络生物学的现代中药创制方法学[J].中国中药杂志，2011，36（2）：228-23.

[2]何小娟，李健.基于病症结合的中药网络药理学研究与新药研发策略[J].中国中医基础医学杂志，2011，17（11）：1271-1273.

[3]傅斌，王晓维，杨伟吉，罗杰.基于Apriori算法的中药复方配伍规律的数据挖掘研究[J].中国医学教育技术，2012，26（4）：434-437.

[4]陈波.中药复方配伍的数据挖掘系统的构建[D].成都：成都中医药大学，2004：11-30.

[5]胡建军.中药复方配伍多维分析系统中数据库的设计[J].计算机工程与设计，2010，31（4）：911-914.

系统生物学的特点范文第3篇

关键词：中西医结合疗法;肾脏疾病; 体会

【中图分类号】R692.505 【文献标识码】A 【文章编号】1672-3783(2012)05-0086-01

1 中西医结合治疗慢性肾脏病的优势

1.1 “中西医结合要源于中医，而高于中医;源于西医，而高于西医”。这才是中西医结合的目标，也是中西医结合的优势所在。如难治性肾病综合征在使用泼尼松、细胞毒剂、血管紧张素转化酶抑制剂、血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂等治疗的同时，再结合雷公藤多苷、火把花根片或中药汤剂等中西医结合疗法，其疗效较单纯中医或西医疗法显著提高。中药还可明显减轻大剂量激素引起的医源性柯兴综合征副反应，减轻环磷酰胺引起的消化道反应及骨髓和性腺功能的抑制。中西医对疾病不同阶段的治疗，各有优势和劣势，中西医结合能取长补短，使病人得到一体化的治疗。如IgA型肾病表现为单纯性血尿时，西医无特异性疗法，中医汤剂加火把花根或雷公藤多苷有比较好的疗效;在表现为中等蛋白尿和血尿时，以小剂量激素、ACEI加中药汤剂或雷公藤多苷有比较好的疗效;在大量蛋白尿时，则以大剂量激素、ACEI加中药汤剂、雷公藤多苷或火把花根治疗;出现细胞性新月体时，则以大剂量激素冲击治疗;出现慢性肾衰竭(CRF)1、2期时，以中药汤剂口服、中药保留灌肠及中药熏洗，同时配合减轻肾脏“高灌注、高滤过、高压”的ACEI和ARB等治疗;到尿毒症期以替代治疗为主，中药配合改善营养等中西医结合治疗为辅。中西医结合在疾病各个不同阶段切入，各施所长才能得到最佳的一体化治疗。

1.2 判断疾病预后，提高治疗敏感性。例如，肾病综合征不同的病理类型都可以表现脾肾阳虚证型，而微小病变的脾肾阳虚证对治疗反应好，预后好，局灶节段硬化的脾肾阳虚证对治疗反应差，预后差。西医诊断下的中医辨证，提高了中医对肾病预后的认识。中西医结合治疗慢性肾脏病同时也存在的问题和困惑：中药的成分复杂，经过炮制、配伍、煎煮和体内代谢后，成分的变化更是不得而知。因此，中药很难用单一指标去考察其疗效，作用机制不明。中医学的特点是辨证论治，其“证”的研究是中医基础理论的核心，是中医现代化的瓶颈。

2 中西医结合治疗慢性肾脏病的前景

2.1 中西医结合治疗肾病的报道很多，疗效也比较好，但现在还没有中西医结合治疗CKD的优化方案出台。国家“十一五”科技支撑计划已经开始资助中医肾病临床优化方案的研究，另外，建议政府卫生行政部门、科技部门以及企业以各种形式支持中西医结合肾病优化方案的研究，为编写中西医结合防治肾病指南提供证据，为政府和卫生行政部门的决策提供依据，为行业诊治CKD提供最有效的方法，提高肾病的诊疗水平。研究优化方案时，需注意以下问题。为使临床试验信息透明化，提高研究的社会公信度，请在临床试验开始前，在世界卫生组织的国际临床试验注册平台认证的临床试验注册中心注册;为优化出最佳的方案，请在做优化方案时，先将专家的经验在协作组内讨论，并在协作组外征求中医肾病专家、西医肾病专家、肾脏病理专家、免疫学专家、药理学专家、统计学专家、医学经济学专家、伦理委员会以及护理学专家的意见。

2.2 优化方案制定后，进行多中心、大样本、随机盲法对照临床试验，客观评价其方案的疗效和安全性。第一次临床试验结果出来后，针对临床试验存在的问题，将方案再优化再试验直至优化出满意的方案;CRF应按原发病进行单病种优化研究。CRF是多种病因引起的临床综合征，病因不同，其进展的机制和速度不一样，临床疗效和预后也存在差异。因此，CRF应按其原发病分类进行优化研究。另外，原发性肾病综合征和慢性肾小球肾炎也要按病理类型进行单病种优化方案的研究。利用系统生物学的方法，探索中医肾本质的研究 。

2.3 系统生物学是由基因组学、蛋白质组学、代谢组学、相互作用组学、表型组学及生物信息学等组成，通过生物信息学把基因、蛋白质、代谢产物及表型等横向的研究结果整合起来，采用系统综合的思路和手段从整体水平上动态地对一个集合体的存在特征、活动规律和相互联系加以描述。中医传统理论最具特色的就是整体观和辨证观，与现代的系统生物学思路不谋而合。以功能基因组学和蛋白质组学为核心的系统生物学方法，将为中医肾虚证本质的研究提供科学的手段。

3 结论

中华医学会肾脏病分会已经在媒体开展宣传，举行讲座，组织普查，但还有待其他相关学会及政府部门积极行动起来，加大宣传，引起社会的广泛重视，并组织专业人士参与大规模尿常规普查。建议及早建立我国在临床广泛应用检测肾小球滤过率的方法，对可能引起慢性肾脏病的住院病人和体检者进行GFR评价;对高血压病、糖尿病、痛风等引起继发性肾脏病的因素及早进行预防;对已有肾脏病要积极干预治疗，防止肾损害的进展。

系统生物学的特点范文第4篇

【关键词】 中西医结合; 肾疾病; 研究思路; 方法

Abstract: Chronic kidney disease (CKD) is a global public health problem with a high mortality and case fatality， and multiplies the risk for complications of cardiovascular disease and huge medical costs. Integrated traditional Chinese and Western medicine is effective in preventing and treating CKD with less adverse， however there are a lot of questions that we don't know well. Strategies and approaches of the integrated traditional Chinese and Western medicine in preventing and treating CKD are: (1) enhance the study of optimized scheme for single entity; (2) accelerate the step of new drug exploitation; (3) augment the study of action mechanism of traditional Chinese medicine in treating CKD; (4) strengthen the study of the mechanism of Chinese crude drug which is poisonous to kidney and its prevention and cure; (5) utilize the systems biology to study the essence of kidney; (6) establish a guideline for integrated traditional Chinese and Western medicine in prevention and treatment of CKD; (7) preach up the general knowledge of CKD， pay attention to mass screening and early prevention of CKD. It is expected to improve diagnosis and treatment of CKD with integrated traditional Chinese and Western medicine by carrying out these strategies and methods mentioned above.

Keywords: integrated traditional Chinese and Western medicine; kidney diseases; research design; methods

1 慢性肾脏病的危害

美国国立卫生研究院（National Institutes of Health， NIH）的统计表明，慢性肾脏病（chronic kidney disease， CKD）占美国医疗人群的7%，却占医疗预算费用总额的24%；终末期肾脏病（endstage renal disease， ESRD）每人每年需要透析的费用为65 000美元，预计2010年美国用于ESRD的费用将高达290亿美元［1］。目前我国尚无准确的CKD流行病学数据。据2005年北京市石景山地区40岁以上常住居民CKD的流行病学调查显示，CKD患病率为9.4%［2］。据此推算，我国CKD病人将超过1亿，ESRD病人超过300万。由于经济条件的限制，300万ESRD病人中仅有6万人接受肾脏替代治疗。据国家劳动和社会保障部医疗保险司统计，替代治疗每人每年费用10万～13万元人民币，仅这6万接受肾脏替代治疗的ESRD病人每年的医疗费用就高达60亿～78亿元人民币，若ESRD患者全部接受替代治疗，医疗费用将高达3 000亿～3 900亿元人民币。CKD患者血肌酐（serum creatinine， SCr）超过150 μmol/L时，死于心血管并发症者是普通人群的15倍，尿毒症患者死于心血管并发症是普通人群的35倍。ESRD给社会和家庭造成沉重的经济负担，给患者本人造成终身遗憾。虽然ESRD目前无法治愈，但CKD还未进展到ESRD时，运用中西医结合的方法去积极干预，具有十分重要的意义。

2 中西医结合治疗CKD的优势与不足

中西医结合是中国特有的传统医学与西方医学自然渗透的产物，存在于我国中医院及相当一部分西医院的医疗实践中。许多肾脏病专家都在积极探索肾脏病治疗的中西医结合之路，如著名的肾脏病专家黎磊石院士开发研究中药提取物雷公藤多苷，为临床肾脏病的治疗提供有效的药物；陈香美院士获国家“十五”科技攻关项目“免疫球蛋白A（immunoglobulin A， IgA）型肾病中医证治规律研究”，为IgA型肾病的中医证治规律提供科学证据。他们是肾脏病领域中西医结合的典范。中西医结合在肾脏病领域有明显的优势并取得一定成绩，但也存在一些问题和困惑。

2.1 中西医结合治疗CKD的优势

2.1.1 提高临床疗效，减少副反应 著名中西医结合肾脏病专家叶任高教授指出：“中西医结合要源于中医，而高于中医；源于西医，而高于西医。”这才是中西医结合的目标，也是中西医结合的优势所在。如难治性肾病综合征在使用泼尼松、细胞毒剂、血管紧张素转化酶抑制剂（angiotension converting enzyme inhibitors， ACEI）、血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂（angiotensionⅡ receptor blocker， ARB）等治疗的同时，再结合雷公藤多苷、火把花根片或中药汤剂等中西医结合疗法，其疗效较单纯中医或西医疗法显著提高。中药还可明显减轻大剂量激素引起的医源性柯兴氏综合征副反应，减轻环磷酰胺（cyclophosphamide， CTX）引起的消化道反应及骨髓和性腺功能的抑制［3］。

2.1.2 中西医结合一体化治疗 中医、西医对疾病不同阶段的治疗，各有优势和劣势，中西医结合能取长补短，使病人得到一体化的治疗。如，IgA型肾病表现为单纯性血尿时，西医无特异性疗法，中医汤剂加火把花根或雷公藤多苷有比较好的疗效；在表现为中等蛋白尿和血尿时，以小剂量激素、ACEI加中药汤剂或雷公藤多苷有比较好的疗效；在大量蛋白尿时，则以大剂量激素、ACEI加中药汤剂、雷公藤多苷或火把花根治疗；出现细胞性新月体时，则以大剂量激素冲击治疗；出现慢性肾衰竭（chronic renal failure， CRF）1、2期时，以中药汤剂口服、中药保留灌肠及中药熏洗，同时配合减轻肾脏“高灌注、高滤过、高压”的ACEI和ARB等治疗；到尿毒症期以替代治疗为主，中药配合改善营养等中西医结合治疗为辅。中西医结合在疾病各个不同阶段切入，各施所长才能得到最佳的一体化治疗。

2.1.3 辨病与辨证相结合，判断疾病预后，提高治疗敏感性 例如，肾病综合征不同的病理类型都可以表现脾肾阳虚证型，而微小病变的脾肾阳虚证对治疗反应好，预后好，局灶节段硬化的脾肾阳虚证对治疗反应差，预后差。西医诊断下的中医辨证，提高了中医对肾病预后的认识。

2.2 存在的问题和困惑

2.2.1 中西医结合治疗CKD的方法还缺乏循证医学证据 尽管中西医结合治疗各种肾脏病报道很多，但绝大部分都停留在专家个人的经验和各自单位的临床观察，没有进行多中心大样本随机双盲对照临床试验，其疗效的客观性很难确定。

2.2.2 疗效机制不明 中药的成分复杂，经过炮制、配伍、煎煮和体内代谢后，成分的变化更是不得而知。因此，中药很难用单一指标去考察其疗效，作用机制不明。在中药治疗的基础上，联合西药治疗，其疗效机制更是不清楚。因此，中西医结合治疗CKD的疗效机制只能用“黑箱理论”去解释。

2.2.3 行业内尚无《中西医结合防治慢性肾脏病指南》 中西医结合治疗CKD无规可循，中西医结合肾科医生临床诊疗缺乏权威的参考和指引，医患安全性差。

2.2.4 基础理论研究较迷惘 中医学的特点是辨证论治，其“证”的研究是中医基础理论的核心，是中医现代化的瓶颈。但目前对肾虚证等“证”的研究还没有找到特异性的客观指标，离揭示“证”的本质还有很大距离。

2.2.5 还没有形成中西医结合医学理论 目前中医临床是以“整体观念”为主导思想，以辨证论治为特色的系统论思想指导实践；西医是以“还原论”为主导思想，以逻辑思维为特征，以实验手段为主要研究方法，借助物理学、化学和生物学等手段来指导实践［4］。中医、西医都是在各自的理论指导下进行临床实践，还没有形成中西医结合医学理论，新理论的形成还有待漫长的时日。

3 中西医结合防治CKD的思路与方法

3.1 加强中西医结合治疗CKD单病种优化方案的研究 中西医结合治疗肾病的报道很多，疗效也比较好，但现在还没有中西医结合治疗CKD的优化方案出台。国家“十一五”科技支撑计划已经开始资助中医肾病临床优化方案的研究，如杭州市中医院王永钧教授牵头的11家医院肾科参与的“CKD 3期中医证治优化方案的示范研究”和上海中医药大学龙华医院陈以平教授牵头的“中医综合治疗膜性肾病多中心前瞻性临床研究”［5］。他们的研究方法和结果将为中西医结合治疗CKD优化方案的研究提供借鉴。另外，建议政府卫生行政部门、科技部门以及企业以各种形式支持中西医结合肾病优化方案的研究，为编写中西医结合防治肾病指南提供证据，为政府和卫生行政部门的决策提供依据，为行业诊治CKD提供最有效的方法，提高肾病的诊疗水平。研究优化方案时，需注意以下问题：（1）为使临床试验信息透明化，提高研究的社会公信度，请在临床试验开始前，在世界卫生组织的国际临床试验注册平台（WHO International Clinical Trial Registration Platform， WHO ICTRP）认证的临床试验注册中心注册。（2）为优化出最佳的方案，请在做优化方案时，先将专家的经验在协作组内讨论，并在协作组外征求中医肾病专家、西医肾病专家、肾脏病理专家、免疫学专家、药理学专家、统计学专家、医学经济学专家、伦理委员会以及护理学专家的意见。优化方案制定后，进行多中心、大样本、随机盲法对照临床试验，客观评价其方案的疗效和安全性。第一次临床试验结果出来后，针对临床试验存在的问题，将方案再优化再试验直至优化出满意的方案。（3）CRF应按原发病进行单病种优化研究。CRF是多种病因引起的临床综合征，病因不同，其进展的机制和速度不一样，临床疗效和预后也存在差异。因此，CRF应按其原发病分类进行优化研究。另外，原发性肾病综合征和慢性肾小球肾炎也要按病理类型进行单病种优化方案的研究。

3.2 加强确有疗效的新药开发研究 目前已开发上市用于治疗肾病的中成药有雷公藤多苷片、肾炎康复片、尿毒清、肾炎四味片、黄葵胶囊等，但还不能满足临床的需要。为了丰富临床医生治疗肾病的手段，满足临床患者的需要，扩大中西医结合方法在国际肾病界的影响，则需加强确有疗效、安全的中药新药开发研究［6］。中药新药开发应注意以下问题：（1）临床疗效是新药的生命，只有疗效好且安全的药物才会在医疗市场生存周期长，经久不衰；（2）组方药味不要太多，最好在8味以下，4～6味最好。因为药味太多，工艺复杂，服药量大，不便于控制成本，使患者长期服用；（3）掌握新药的最新分类，因新药分类的不同，药学和毒理研究的要求不一样，请及时到国家食品药品监督管理局的网站上去查询；（4）组方的药物如果是没有质量标准的地方药材，要先制定该药的质量标准；（5）中药新药临床适应证必须为先确定西医病名下的中医证型，不能只有西医的病名，没有中医的证型；（6）药效学研究如果没有公认的动物模型，自创的动物模型要有相关专家论证；（7）临床试验方案要参照《中药新药临床试验的指导原则》，若是该原则没有的病种，临床试验方案要请相关专家论证；（8）对照药的选择，最好是同类最有效的中药，没有同类的中药要选择公认有效的西药，对照药是不同的剂型时要做双模拟。

3.3 利用系统生物学的方法，探索中医肾本质的研究 中医理论的核心是辨证论治，“证”本质的研究是中医现代化的突破口。自20世纪80年代以来，对肾阴虚证、肾阳虚证进行了环磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate， cAMP）、环磷酸鸟苷（cyclic guanosine monophosphate， cGMP）、内分泌、免疫和基因等深入的研究，取得了很大成绩，但还没有找到中医肾虚证的特异指标。系统生物学是由基因组学、蛋白质组学、代谢组学、相互作用组学、表型组学及生物信息学等组成，通过生物信息学把基因、蛋白质、代谢产物及表型等横向的研究结果整合起来，采用系统综合的思路和手段从整体水平上动态地对一个集合体的存在特征、活动规律和相互联系加以描述。中医传统理论最具特色的就是“整体观”和“辨证观”，与现代的系统生物学思路不谋而合［7］。以功能基因组学和蛋白质组学为核心的系统生物学方法，将为中医肾虚证本质的研究提供科学的手段。

3.4 加强中医药治疗CKD作用机制的研究 中医药治疗肾脏病的作用机制研究是目前的热点，许多肾病工作者研究了治肾病中药复方或单味药对肾脏病理和功能的改善作用，以及对细胞因子和基因的调节作用，为临床寻找有效的药物，做了大量有意义的工作。鉴于中药多成分、多靶点、多途径和多效应的特点，很难判断有效或无效成分，也很难用单一指标考察其疗效，对它的代谢途径不清楚，半衰期不明，其疗效机制还是用“黑箱理论”去解释。所有的汤剂都是每天服用2次，所有的中成药都是每天吃3次。鉴于目前的技术和方法所限，这种研究要延续很长一段时间。前面所述的系统生物学方法与中药多成分、多途径、多靶点和多效应的特征相吻合，但技术条件要求比较高，建议有条件的单位用系统生物学的方法去探讨中医药治疗肾病的疗效机制，为肾脏病领域的研究提供借鉴。

3.5 加强马兜铃酸等有毒中药肾损害的机制研究 1964年，吴松寒等［8］报道了2例服用含关木通的药物引起急性肾衰竭，随后也有报道，但例数少，未引起重视。1993年，Vanherweghem等［9］发现9名妇女食用含中药成分的减肥食品后出现肾间质纤维化，其中2例初诊时已为ESRD，经对其药物分析发现，减肥药物含马兜铃酸，引起医学界的重视。国内谌贻璞教授等［10］也做过较为深入的研究。含马兜铃酸的中药有马兜铃、天仙藤、青木香、关木通、广防己等。其他引起肾损害的中药还有苦参、补骨脂、土牛膝、川楝子、苍耳子、枳实、白头翁、夏枯草、昆明山海棠、厚朴、牵牛子、草乌、巴豆、使君子、土贝母等。肾损害表现为急、慢性肾衰竭及肾小管间质纤维化［11］。中药肾损害已引起世界范围内对中草药安全性的怀疑，甚至有的不敢用中药。其实这些药源性肾损害除药物本身药理效应外，与剂量过大、使用时间过长以及不是在中医理论指导下用药有关。因此，必须研究可能引起肾损害的中草药的产地、服药时间、剂量和配伍关系，禁止确有肾损害的药物如关木通、马兜铃等中药及其制剂在市场上流通，进一步研究可能引起肾损害的机制，寻找有效的防治方法，为临床提供治疗肾病安全有效的中药。

3.6 组织编写《慢性肾脏病中西医结合防治指南》 西医有美国组织编写的《慢性肾脏病及透析的临床实践指南》。2005年世界卫生组织已经开始组织中国中医药学界专家撰写《中医临床指南》，希望该临床指南既符合国际通用的疾病标准，又能体现辨证论治的中医药特色，成为标准化、国际化的中医临床实践指导性文件，该工作目前还在进行中。现在最大的问题是临床证据不足［12］。建议国家卫生行政部门及中国中西医结合肾脏病学会牵头，中华肾脏病学会、中华中医药学会肾病专业委员会等专业委员会的中西医结合肾病专家、中医肾病专家、西医肾病专家、肾脏病理专家、免疫学专家、医学经济学专家、统计学专家、流行病学专家、护理学专家以及卫生决策部门专家参与，对中西医结合治疗CKD比较成熟的病种，以病证结合的方式、公认的诊断标准和疗效评价标准对证据进行分级，为临床医生提供具有权威性、实用性和可操作性的中西医结合防治CKD指南。

3.7 加大宣传，重视普查，早期预防 CKD患病率和病死率高，合并心血管事件的危险性增加，医疗费用昂贵，但知晓率却不足10%。有的人一生都没有做过尿液检查，肾脏有没有问题一无所知。因此，2006年国际肾脏病学会（International Society of Nephrology， ISN）和国际肾脏基金联合会（International Federation of Kidney Foundation， IFKF）联合倡议，将每年3月份的第2个星期四定为“世界肾脏日”，目的就是唤起全球各界人士对CKD的高度关注。中华医学会肾脏病分会已经在媒体开展宣传，举行讲座，组织普查，但还有待其他相关学会及政府部门积极行动起来，加大宣传，引起社会的广泛重视，并组织专业人士参与大规模尿常规普查。建议及早建立我国在临床广泛应用检测肾小球滤过率（glomerular filtration rate， GFR）的方法，对可能引起CKD的住院病人和体检者进行GFR评价；对高血压病、糖尿病、痛风等引起继发性肾脏病的因素及早进行预防；对已有肾脏病要积极干预治疗，防止肾损害的进展；对3、4、5期的CKD要防止心血管事件等并发症。

参考文献

1 Chen XM， Wang HY. Increasing the awareness， treatment and control rates of chronic kidney disease for reducing the health hazard to people. Zhonghua Nei Ke Za Zhi. 2006; 45(6): 441442. Chinese with abstract in English.

陈香美， 王海燕. 提高慢性肾脏病的知晓率、治疗率和控制率，减轻对国民健康的危害. 中华内科杂志. 2006; 45(6): 441442.

2 Zhang LX， Zuo L， Xu GB， et al. Communitybased screening for chronic kidney disease among population older than 40 years in Beijing. Zhonghua Shen Zang Bing Za Zhi. 2006; 22(2): 6771. Chinese with abstract in English.

张路霞， 左力， 徐国宾， 等. 北京市石景山地区中老年人群中慢性肾脏病的流行病学研究. 中华肾脏病杂志. 2006; 22(2): 6771.

3 Wei LB， Ye RG， Luan T， et al. Clinical observation of the longterm effect of syndrome differentiation treatment of traditional Chinese medicine in 57 patients with repeated recurrent primary nephritic syndrome. Zhong Yi Za Zhi. 2000; 41(10): 598600. Chinese.

魏连波， 叶任高， 栾图， 等. 中医辨证配合治疗成人常复发性原发性肾病综合征57例远期疗效观察. 中医杂志. 2000; 41(10): 598600.

4 Sun ZT， Nie ZH， Deng CP. The present situation and consideration of the combination of traditional Chinese medicine and Western medicine. Yi Xue Yu Zhe Xue. 2006; 27(3): 7779. Chinese with abstract in English.

孙泽庭， 聂正怀， 邓崇平. 中西医结合的现状与思考. 医学与哲学. 2006; 27(3): 7779.

5 Chen YP. Development survey on study of nephropathy in integrative medicine. Zhongguo Zhong Xi Yi Jie He Shen Bing Za Zhi. 2007; 27(6): 554555. Chinese.

陈以平. 中西医结合肾病研究的发展概况. 中国中西医结合肾病杂志. 2007; 27(6): 554555.

6 Wang G. The research direction and prospect of nephrology in traditional Chinese medicine. Zhongguo Zhong Xi Yi Jie He Shen Bing Za Zhi. 2004; 5(6): 360362. Chinese.

王钢. 中医肾脏病学研究方向与展望. 中国中西医结合肾病杂志. 2004; 5(6): 360362.

7 Liu Y. Thinking on the integrated traditional Chinese and Western medicine. Ya Tai Chuan Tong Yi Yao. 2005; (1): 6466. Chinese.

刘源. 中西医结合的思考. 亚太传统医药. 2005; (1): 6466.

8 Wu SH. Two cases of acute renal failure induced by caulis hocquartiae. Jiang Su Zhong Yi. 1964; 10: 12. Chinese.

吴松寒. 木通所致急性肾功能衰竭2例报告. 江苏中医. 1964; 10: 12.

9 Vanherweghem JL， Depierreux M， Tielemans C， et al. Rapidly progressive interstitial renal fibrosis in young women: association with slimming regimen including Chinese herbs. Lancet. 1993; 341(8842): 387391.

10 Chen YP， Chen W. Progress in research of aristolochic acid nephropathy. Shen Zang Bing Yu Tou Xi Shen Yi Zhi Za Zhi. 2002; 11(1): 6366. Chinese.

谌贻璞， 陈文. 马兜铃酸肾病的研究进展. 肾脏病与透析肾移植杂志.2002; 11(1): 6366.

11 Yuan L. Chinese medicine and kidney damage. Xin Yi Xue. 2005; 36(9): 542543. Chinese.

原玲. 中药与肾损害. 新医学. 2005; 36(9): 542543.

12 Liang WX. Problemssolving strategies in clinical treatment guideline for traditional Chinese medicine and integrative medicine. Zhong Xi Yi Jie He Xue Bao. 2008; 6(1): 14. Chinese with abstract in English.

系统生物学的特点范文第5篇

[关键词] 中药药性；寒热属性；生物效应；药理网络；模式识别

[收稿日期] 2014-03-18

[基金项目] 国家自然科学基金青年基金项目（30902003）

[通信作者] 吕爱平，Tel：（010）64067611，Fax：（010）84032881，E-mail：

[作者简介] 姜淼，副研究员，从事中药药性分类研究、中医证候分类研究、中西医结合临床基础研究工作，Tel：（010）64014411-2397，E-mail：

1 中药寒热药性研究的重要性及学科发展趋向

中药药性理论作为中药理论体系的基础与核心，是中药学最重要的学术特征，也是中药区别于其他植物类药物的关键，其科学基础的发现是中药现代化发展的先决条件[1-2]。然而，由于药性理论的特殊性和复杂性，其研究已成为制约中药现代化、国际化发展的重要瓶颈[3-4]。寒热药性作为中药性能的核心要素，是目前药性研究的主要切入点，在药性理论中具有基础与核心地位。目前这一领域较为公认的问题可以概括成3个方面：①寒热药性科学内涵的现代科技语言诠释、表征；②寒热药性评价方法/指标体系的构建；③现代中药寒热药性理论构建及临床应用[1]。3个关键问题之中，前2个问题紧密关联、互为基础，只有在对寒热药性的科学内涵做出科学诠释的基础上，才可能构建其评价方法和指标体系；构建了科学准确的评价方法与指标体系，对于寒热药性的科学内涵诠释也提供了依据和思路，二者共为现代寒热药性理论构建及指导临床应用的前提。

因而，在当前科研体系下，基于传统药性的哲学认知，建立科学、可靠的寒热药性分类模型，是解决寒热药性诸多关键问题的重要命题和必要的切入点，不仅能够推进药性理论自身发展，还能够用于厘清药性混淆品种的寒热属性从而更好指导其应用、扩展药性理论应用范畴为中药引入其他植物药新资源，丰富中药学科内容，因而具有深远而重大的意义。

2 基于物质基础研究药物寒热属性分类研究面对的挑战

从物质基础讨论中药寒热属性的思路一直受到研究者们的重视，从化学成分入手寻找中药四性物质基础的方法在20世纪末即成为研究热点，研究方法包括化学分析[5]、文本挖掘[6]、实验研究等多种手段[7-9]；也有学者提出将化学成分概念与系统观点整合研究的框架[10]或方法[11]。然而受限于中药成分的复杂性，大部分结论难以避免局限性和片面性[12]。作者所在项目组应用化学生物学技术，构建了基于药物所含成分的化学结构片段谱的寒热属性分类模型，分类准确性在验证集中可达90%，高于目前世界上现有的应用化学结构判定药物寒热属性的最好报道（81%）[13]。由于模型是基于现有的分子化学片段结构全集构建，较好避免了仅针对某一或某几种主要化学成分研究带来的片面性问题；然而仍然存在2个问题限制了模型的扩展应用：首先，化学结构谱的模型是定性而非定量化的模型，无法解决痕量成分带来较大生物学效应等特殊量效关系情况；第二，分类准确性受限于对目标药物化学成分信息的收集全面程度，如果某一药物的化学成分信息缺失或不准确，分类结果将受到较大影响。同时，越来越多的研究者认识到，药物寒热属性作为药物作用于机体后效应表达的一种高度概括，必然与药物的生物效应紧密相关；因而从生物效应角度区分中药寒热属性，是寒热药性分类模型构建的最重要的、也是必经的方向。

3 从生物学效应角度研究寒热属性分类的必要性

近年来，在中医药“系统观”、“整体观”思想的指引下，多位中药研究者将生物热力学[14-15]、数据挖掘[16-17]、网络药理学[18-20]、化学物质组学[10]等现代科技和理念引入药性理论研究，取得了阶段性成果。例如创新性地开发冷热板示差法应用于寒热药性研究，能够客观真实地反映药物甚至复方寒热药性的差异，且与传统中医药理论对应[1， 14-15]。基于这些研究，多个中药研究优势团队在学科交叉融合的基础上，提出了寒热药性理论研究的基本假说：“药性是中药的特征组分作用于机体的共性靶标而产生的生物效应的高度概括；药性功效科学内涵可以通过共性效应（群）-共性靶标（群）-特征组分（群）加以表征”[1]。指出药性的主要元素包括3个方面[21]，除了物质基础，还包括生物效应、网络靶标，生物学效应在药性判定中的作用受到更高度的重视[22]。

然而，单纯基于某方面功能的药性研究，取得过一些可观的成果，如发现寒热药性与大脑不同部位单胺类神经递质的关系[23]、与抑制脂肪酸合成酶能力关系[24]、与线粒体能量代谢关系[25]等；但因结论多局限于所涉及的个别药物，忽视药性构成因素间的整体联系，难以进行客观化的生物学表征，缺乏能够推论于其他药物的原理性结果，结论不具有普适性，不能从理论层面对于药性原理做出解释，也无法满足当前“系统医学”、“整体医学”、“网络医学”理念下的药物寒热属性生物学效应系统化表征的要求。因而，融合现代多学科方法构建中药药性内涵的合理表征方法，揭示药性的“效应、物质、靶标”三要素现代科学本质，是当前寒热药性研究中的紧迫任务与重中之重。

4 基于生物学效应的药物寒热属性分类研究策略

4.1 网络药理学背景下的药物寒热属性分类研究 随着各种高通量组学技术的不断发展、可处理数据量的几何级数式增加、计算方法与能力的迅猛突破，现代医药学研究也进入了“信息时代”，为研究者提供了全面、系统地探索疾病、证候、疗效、预后等复杂命题的契机[18]。研究技术的进步必然引发研究策略的升级，系统生物学技术的产生，和被认为是“下一代药物研究模式”的网络药理学[26]概念的出现，使得从生物学效应角度为切入点、全面分析中药寒热属性的差异机制成为可能[27]。其优势在于能够用系统与网络的思维来理解中药寒热属性体系中整体生物学效应的复杂性，使得从“小尺度”的分子层面阐释“大尺度”的抽象药性概念成为可能，从而能够发挥寒热药性理论的特色、拓展其应用范畴，通过对其他植物药赋予寒热属性从而将其扩展纳入到中药领域，丰富中药资源。因而，如何将中药药性理论研究与网络药理学方法有机结合，应用网络药理学方法构建中药寒热属性的分类模型，是目前药性研究中最值得“挑战”的问题。

4.2 各种“组学”技术支持下的中药寒/热性矢量药理网络构建与分析 应用生物网络、药理网络分析技术开展中医证候、中药方剂复杂体系研究工作，已有一系列探索取得了令人关注的成果[18]，目前已建立了基于网络大规模预测致病基因、药物靶标的方法[28-29]；融合基因表达谱芯片与文献数据的生物分子网络构建方法[30-32]；以及在网络靶标计算框架下评价药物功能的方法[28]、识别生物分子网络关键环节等方法[33]，在方剂配伍规律、发现药效物质、中医方剂-证候关联机制等方面均有成功的实践应用[34-35]。特别是通过寒、热证候生物分子网络的构建，发现寒热方剂对寒热证患者的治疗作用的生物学基础在于逆转神经内分泌免疫分子介导的能量代谢、免疫应答网络失衡，即调控集体物质流-能量流-信息转换流（代谢）平衡[28]，为揭示寒热证候内在机制提供了重要依据，也为寒热药性的研究提供了有力的参考和技术基础。

然而，药物的寒热属性研究不同于一般的病、证、方剂研究，具有其特殊性。首先，寒热药性的概念作为大尺度概念，具有高度概括性和抽象性，在临床上与证对应，而不局限于某个病种，也不针对某种特殊的体质，这导致了临床试验和动物实验研究设计的难度。同时，脱离了“疾病”概念的单纯证候网络也是难以构建的，因而从药-证网络对应关系角度来解析药性机制难以实现；而局限于某种疾病来对药性进行研究，又难以得出具有普适性的结论。其次，寒与热在理论中具有对立统一的哲学关系，这一关系投射到分子网络中，造成二者紧密关联、难以区分的结果，本项目组依托前一个自然科学基金项目，全面收集文献数据，根据所选典型寒、热性药物的成分所对应的活性靶蛋白，构建了典型寒、热性中药的药理网络，并且进行了网络分析，结果表明寒性药物和热性药物共享大部分靶标分子，仅有相对很小部分特异性分子靶标，表明单纯依据文献数据，没有具体的寒、热药物作用的方向性和强度信息，很难区分药物的寒、热属性。

因而，寒性药物和热性药物具有传统意义上“相反”的生物学效应，却又具有绝大部分共同的分子靶标，这一现象提示，在寒、热性药物的药理网络中加入药物的作用方向和作用强度信息，构建定性定量的矢量性药理网络，是以网络药理学技术判定药物寒热属性分类的研究的关键步骤，而近年来广泛应用的“组学”技术正可以为这一关键步骤提供技术方法。

代谢组学（metabonomics）是20 世纪90 年代中期发展起来的一门新兴学科，是一种研究生物体系中代谢物组的技术和方法，强调把生物体作为一个完整系统来研究，通过测定代谢物组成变化，来认识和反映生物体代谢网络在疾病和药物作用下的变化规律。代谢组学能用反映整体的代谢物图直接刻画出动态情况下的生理和生化状态及变化过程[36]，与中医学的整体观、动态观一致，适于复杂的中医药系统研究[37-38]。蛋白质组学（蛋白芯片）[39]技术的研究对象是蛋白质，其原理是对固相载体进行特殊的化学处理，再将已知的蛋白分子产物固定其上，根据这些生物分子的特性，捕获能与之特异性结合的待测蛋白，可为获得重要生命信息（如某蛋白组分在体内表达水平生物学功能、与其他分子的相互调控关系等）提供有力的技术支持，且具有高通量的验证能力，可以定量研究。有效运用代谢组学与蛋白质组学检测技术，从整体、动态角度评价机体在特定药物干预下的状态，定性定量提取网络靶标扰动的方向、强度信息，可以为构建寒、热性药物的矢量药理网络提供关键信息。

4.3 多学科背景下的药物寒热属性分类模型构建 通过矢量药理网络分析方法发现寒、热性药物的生物效应差异后，还需要对这些高维度的复杂数据进行处理，构建能够直接应用的、具有实用性的模型工具，使研究成果便于应用推广，才能达到应用模型厘清药性混淆品种的寒热属性、甚至将药性理论扩展应用于其他种类药物而扩展中药学资源的目标。

模式识别属于人工智能范畴，发展于20世纪50年代初期，是一个涉及多领域的交叉学科，包括统计学、计算机科学、信号处理、心理学和生理学等等，已广泛应用于自然科学和社会科学的各个领域[40]。其研究内容主要集中在2个方面：生物体是如何感知对象的，以及如何用计算机实现给定任务下的模式识别的理论和方法。模式识别问题是面向多维数据的、按照数据表达的特征将其分类的理论[41]，通过对具体事物进行观测得到的有时间和空间分布的信息，模式所属的类别或同一类模式的总体称为模式类（或简称为类）。“模式识别”是在某些一定量度或观测基础上把待测模式分到各自的模式类中去，其技术在医药领域已经有过诸多成功应用的范例。

模式识别中公认最好4种的分类方法包括模板匹配法、统计模式识别、句法或结构模式识别和神经网络[42-43]。基于现代生物信息学证据的中药寒热属性模式识别过程属于从中药的现代生物信息学研究范式空间（包括生物活性靶蛋白、生物活性通道等参数）向其传统药性研究范式空间（寒热属性）的映射，其本质上属于对事物或现象的不同认识角度之间的映射。因而，选择模式识别技术，对于复杂的数百维生物学效应参数进行处理，建立算法，建立这些参数与寒热属性范式空间之间的映射，是使基于矢量药理网络分类中药寒热属性的研究成果得到更大限度便捷性、实用性与可推广性的优化选择。

5 小结

综上，药物寒热属性是作为药物的特征成分作用于机体的共性靶标而产生的生物效应的高度概括，寒与热具有对立统一的特征规律，共享大部分生物靶标而生物效应呈现相反的方向；这种性能特点，可以通过定性定量的矢量药理网络分析来进行区分，并应用现代人工智能技术构建相关模型，达到应用生物效应参数识别药物寒热属性的目的，从而厘清药性混淆品种的寒热属性，有望为药物寒热属性的判定提供科学方法，也为拓展中药新资源提供策略；同时也将丰富中药理论，推进药性理论应用范畴和现代化进程。

[参考文献]

[1] 肖小河，郭玉明，王伽伯，等.基于传统功效的中药寒热药性研究策论[J]. 世界科学技术――中医药现代化，2013，15（1）：9.

[2] Ung C Y， Li H， Kong C Y， et al. Usefulness of traditionally defined herbal properties for distinguishing prescriptions of traditional Chinese medicine from non-prescription recipes[J]. J Ethnopharmacol， 2007，109（1）：21.

[3] 张德芹，高学敏，钟赣生，等.中药药性理论研究的现状、问题和对策[J].中国中药杂志， 2009，34（18）：2400.

[4] 黄璐琦.论中药药性理论的研究方向[J].中药与临床，2011，2（2）：1.

[5] 冯帅，刘杨，王晓燕，等.多糖水解成分GC-MS 指纹图谱与寒热药性的多元统计分析[J].中国实验方剂学杂志，2013，19（5）：143.

[6] 于红艳，许成刚.关联挖掘技术在中药药性及其他属性间关系的应用研究[J].中国实验方剂学杂志，2013，19（14）：343.

[7] 付先军，王鹏，王振国.从中药“性-构关系”探索构建寒热药性成分要素表征体系的研究构想[J]. 世界科学技术――中医药现代化，2011，13（5）：919.

[8] 杨波，王振国.植物类中药寒热药性与有机成分化合物次级基团相关性的文献研究[J].中华中医药杂志，2012，27（9）：2420.

[9] 欧阳兵，王鹏，王振国.关于中药寒热药性物质基础研究几个问题的讨论[J].山东中医药大学学报，2009，33（5）：357.

[10] 罗国安，梁琼麟，刘清飞，等.整合化学物质组学的整体系统生物学――中药复方配伍和作用机理研究的整体方法论[J]. 世界科学技术――中医药现代化，2007，9（1）：10.

[11] 王厚伟，窦彦玲.基于系统分离的中药及其组分寒热药性矩阵判别与应用研究[J].山东中医药大学学报，2012，36（3）：179.

[12] 刘树民，卢芳.基于系统生物学阐释中药药性理论科学内涵的研究思路与方法探讨[J].世界科学技术――中医药现代化，2008，2（10）：12.

[13] Long W， Liu P， Xiang J， et al. A combination system for prediction of Chinese materia medica properties[J]. Comput Methods Programs Biomed， 2011，101（3）：253.

[14] Zhao Y L， Wang J B， Xiao X H， et al. Study on the cold and hot properties of medicinal herbs by thermotropism in mice behavior[J]. J Ethnopharmacol， 2011，133（3）：980.

[15] 肖小河，鄢丹，马丽娜，等. 中药现代化研究近十年概论[J].中国现代中药，2010，14（1）：7.

[16] 周密，王耘，乔延江.利用数据挖掘方法预测中药缺失药性的初步研究[J].中国中医药信息杂志， 2008，15（6）：93.

[17] 顾浩，王耘，肖斌，等.中药功效-药性组合关联关系研究[J]. 时珍国医国药，2011，22（7）：1568.

[18] 李梢.网络靶标：中药方剂网络药理学研究的一个切入点[J].中国中药杂志， 2011，36（15）：2017.

[19] Li R， Ma T， Gu J， et al. Imbalanced network biomarkers for traditional Chinese medicine syndrome in gastritis patients[J]. Sci Rep， 2013，3：1543.

[20] LI Shao， ZHANG Bo. Traditional Chinese medicine network pharmacology： theory， methodology and application[J]. Chin J Nat Med， 2013，11（2）：110.

[21] 张冰，金锐，黄建梅，等.基于“三要素”的中药药性认知模式构建与实践[J].中国中药杂志， 2010，37（15）：2344.

[22] 张燕玲，王耘，乔延江.基于药效团的药性物质基础研究[J]. 世界科学技术――中医药现代化， 2009，11（5）：735.

[23] 李俊青，张德芹，张潇，等.从莪术、郁金两味中药探讨寒热药性对大鼠大脑不同部位单胺类神经递质的影响[J]. 中国中药杂志，2010，35（18）：1022.

[24] 马晓丰，刘杨，张三国，等.中药寒热相关药性和抑制脂肪酸合酶能力关系的探索[J].中国科学院研究生院学报，2012，29（5）：699.

[25] 王艳艳，孙雪，裴晓蕾，等.中药寒热药性与线粒体能量代谢关系研究[J].中医药信息， 2013，30（4）：48.

[26] Hopkins A L. Network pharmacology： the next paradigm in drug discovery[J]. Nat Chem Biol， 2008，4（11）：682.

[27] Li J， Lu C， Jiang M， et al. Traditional chinese medicine-based network pharmacology could lead to new multicompound drug discovery[J]. Evid Based Complement Alternat Med， 2012，doi：149762.

[28] Wu X， Jiang R， Zhang M Q， et al. Network-based global inference of human disease genes[J]. Mol Syst Biol， 2008，4：189.

[29] Zhao S， Li S. Network-based relating pharmacological and genomic spaces for drug target identification[J]. PLoS ONE， 2010，5（7）：e11764.

[30] Li S， Wu L， Zhang Z. Constructing biological networks through combined literature mining and microarray analysis： a LMMA approach[J]. Bioinformatics， 2006，22（17）：2143.

[31] Wang M， Chen G， Lu C， et al. Rheumatoid arthritis with deficiency pattern in traditional chinese medicine shows correlation with cold and hot patterns in gene expression profiles[J]. Evid Based Complement Alternat Med， 2013，2013：248650.

[32] Huang Y， Li S. Detection of characteristic sub pathway network for angiogenesis based on the comprehensive pathway network[J]. BMC Bioinformatics， 2010，11（Suppl 1）：S32.

[33] Gu J， Chen Y， Li S， et al. Identification of responsive gene modules by network-based gene clustering and extending： application to inflammation and angiogenesis[J]. BMC Syst Biol， 2010，4：47.

[34] Li S， Zhang B， Jiang D， et al. Herb network construction and co-module analysis for uncovering the combination rule of traditional Chinese herbal formulae[J]. BMC Bioinformatics， 2010，11（Suppl 11）：S6.

[35] Jiang M， Lu C， Chen G， et al. Understanding the molecular mechanism of interventions in treating rheumatoid arthritis patients with corresponding traditional chinese medicine patterns based on bioinformatics approach[J]. Evid Based Complement Alternat Med， 2012，2012：129452.

[36] Nicholson J K， Connelly J， Lindon J C， et al. Metabonomics： a platform for studying drug toxicity and gene function[J]. Nat Rev Drug Discov， 2002，1（12）：153.

[37] 刘昌孝. 代谢组学与中药现代研究[J]. 河南大学学报：医学版， 2006，25（3）：1.

[38] 罗和古，陈家旭.代谢组学技术与中医证候的研究[J].中国中医药信息杂志，2007，14（5）：3.

[39] Katja Pratsch， Robert Wellhausen， Harald Seitz. Advances in the quantification of protein microarrays[J]. Curr Opin Chem Biol，2014，18C：16.

[40] Theodoridis S， Koutroumbas K. Pattern recognition[M].Third Edition. Carolina：Academic Press，2006.

[41] Richard O Duda. Pattern classification， 2nd ed[M]. John Wiley & Sons Inc： Wiley Interscience， 2000：1.

[42] A K J， R D， Jianchang M. Statistical pattern recognition： a review[J]. IEEE Trans Patt Anal Mach Intellig， 2000，22（1）：4.

[43] Neuhaus M， Bunke H. Edit distance-based kernel functions for structural pattern classification[J]. Pattern Recognition，2006，39（10）：1852.

A cold/heat property classification strategy based on

bio-effects of herbal medicines

JIANG Miao， LV Ai-ping

（Institute of Basic Research In Clinical Medicine， China Academy of Traditional Chinese Medicine， Beijing 100700， China）

[Abstract] The property theory of Chinese herbal medicine （CHM） is regarded as the core and basic of Chinese medical theory， however， the underlying mechanism of the properties in CHMs remains unclear， which impedes a barrier for the modernization of Chinese herbal medicine. The properties of CHM are often categorized into cold and heat according to the theory of Chinese medicine， which are essential to guide the clinical application of CHMs. There is an urgent demand to build a cold/heat property classification model to facilitate the property theory of Chinese herbal medicine， as well as to clarify the controversial properties of some herbs. Based on previous studies on the cold/heat properties of CHM， in this paper， we described a novel strategy on building a cold/heat property classification model based on herbal bio-effect. The interdisciplinary cooperation of systems biology， pharmacological network， and pattern recognition technique might lighten the study on cold/heat property theory， provide a scientific model for determination the cold/heat property of herbal medicines， and a new strategy for expanding the Chinese herbal medicine resources as well.