系統生物學的特點范文

導語：如何才能寫好一篇系統生物學的特點，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：證候系統生物學；慢性乙型肝炎；基本概念；研究思路；技術方法

中圖分類號：R512.62

文獻標識碼：A

文章編號：1673-7717(2009)06-1130-05

目前，我國慢性肝炎以慢性乙型肝炎為主，在嚴重危害我國公民身心健康的傳染性疾病中高居首位。中醫針對慢性乙型肝炎病程進展的不同階段所出現的“證”進行辨證論治，行之有效，但由于對證候的生物學基礎缺乏全面、系統和深入地研究，嚴重阻礙了療效的進一步提高。運用系統生物學(基因組學、蛋白質組學、代謝組學等)的理論與技術構建慢性乙型肝炎中醫證候系統生物學研究平臺，建立慢性乙型肝炎證候系統生物學的系統研究方法、研究慢性乙型肝炎中醫主要證候(肝郁脾虛、濕熱中阻、瘀血阻絡、脾腎陽虛、肝腎陰虛)的系統生物學基礎，形成完整的上述慢性乙型肝炎主要證候的系統生物學研究結果，提升中醫藥防治慢性乙型肝炎機制研究的能力和水平，有重要的科學意義和必要性。

1　基本概念

證候系統生物學是綜合運用中醫證候學和現代系統生物學的理論與方法的新交叉學科。中醫證候是中醫認識、診斷疾病，據此遣方治療和觀察療效的基本概念。“證”是疾病發生、發展過程中某一特定空間、時間的本質特征，“候”是疾病發生、發展過程中某一特定空間、時間的情況、現象、信息流，“證候”是疾病本質與現象的統一體，藏于內的“證”通過現于外的“候”而反映出來。通過辨析疾病外在的現象(候)就能把握疾病內在的本質(證)，這一過程即“辨證”。有鑒于此，現代中醫臨床上，“證”與“證候”又常通用。疾病的本質極其復雜，反映疾病本質的現象變化莫測，加上人們的認識手段、方法和能力總是有限的，故“辨證”的結果通常不是唯一的，其準確性亦須實踐檢驗。證(證候)是致病因素(單一或綜合)與機體相互作用的綜合反應狀態，是對人體疾病過程中某一階段(空間、時間)的病因、病位、病性、病勢以及治療反應等病理生理狀態的高度概括，它反應了疾病變化的個體性、階段性、動態性和方向性。

中醫針對慢性乙型肝炎病程進展的不同階段所出現的“證”進行辨證論治，行之有效，體現動態化、個體化特點，但由于對證候的生物學基礎缺乏全面、系統和深入地研究，嚴重阻礙了療效的進一步提高。隨著系統生物學技術不斷成熟和飛速發展，為揭示慢性乙型肝炎中醫證候的系統生物學基礎和提高臨床療效提供了強有力的工具和機遇。

根據人類基因組計劃創始人萊洛伊?胡德(Leroy Hood)的定義，系統生物學是研究一個生物系統中所有組成成分(基因、蛋白質等)的構成，以及在特定條件下，如遺傳的、環境的因素變化時，分析這些組分間相互關系的學科。也就是說，系統生物學不同于以往的實驗生物學――僅關注個別的基因和蛋白質，它要研究所有的基因、蛋白質等組分間的所有相互關系。同時，通過整合各組成成分的信息，以圖畫或數學方法建立能描述系統結構和行為的模型。系統生物學的理想就是要得到一個盡可能接近真正生物系統的理論模型，這些模型不僅可以模擬生物系統的行為，而且可以用來預測該系統受到干擾后未來的行為。它的技術平臺為組學，即基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學、相互作用組學、表型組學和計算機生物學。

2　科學意義

運用系統生物學(基因組學、蛋白質組學、代謝組學，等)的理論與技術構建慢性乙型肝炎中醫證候系統生物學研究平臺，建立慢性乙型肝炎證候系統生物學的系統研究方法、研究慢性乙型肝炎中醫主要證候(肝郁脾虛、濕熱中阻、瘀血阻絡、脾腎陽虛、肝腎陰虛)的系統生物學基礎，形成完整的上述慢性乙型肝炎主要證候的生物學研究結果，提升中醫藥防治慢性乙型肝炎機制研究的能力和水平，至少可解決如下重大科學問題。

篇2

一、整合生物信息學的研究領域

盡管目前一般意義上的生物信息學還局限在分子生物學層次，但廣義上的生物信息學是可以研究生物學的任何方面的。生命現象是在信息控制下不同層次上的物質、能量與信息的交換，不同層次是指核酸、蛋白質、細胞、器官、個體、群體和生態系統等。這些層次的系統生物學研究將成為后基因組時代的生物信息學研究和應用的對象。隨著在完整基因組、功能基因組、生物大分子相互作用及基因調控網絡等方面大量數據的積累和基本研究規律的深入，生命科學正處在用統一的理論框架和先進的實驗方法來探討數據間的復雜關系，向定量生命科學發展的重要階段。采用物理、數學、化學、力學、生物等學科的方法從多層次、多水平、多途徑開展交叉綜合研究，在分子水平上揭示生物信息及其傳遞的機理與過程，描述和解釋生命活動規律，已成生命科學中的前沿科學問題（摘自：國家“十一五”生命科學發展規劃），為整合生物信息學的發展提供了數據資源和技術支撐。

當前，由各種Omics組學技術，如基因組學（DNA測序），轉錄組學（基因表達系列分析、基因芯片），蛋白質組學（質譜、二維凝膠電泳、蛋白質芯片、X光衍射、核磁共振），代謝組學（核磁共振、X光衍射、毛細管電泳）等技術，積累了大量的實驗數據。約有800多個公共數據庫系統和許多分析工具可利用通過互聯網來解決各種各樣的生物任務。生物數據的計算分析基本上依賴于計算機科學的方法和概念，最終由生物學家來系統解決具體的生物問題。我們面臨的挑戰是如何從這些組學數據中，利用已有的生物信息學的技術手段，在新的系統層次、多水平、多途徑來了解生命過程。整合生物信息學便承擔了這一任務。

圖1簡單描述了生物信息學、系統生物學與信息學、生物學以及基因組計劃各個研究領域的相關性。可以看出基因組計劃將生物學與信息學前所未有地結合到了一起，而生物信息學的興起是與人類基因組的測序計劃分不開的，生物信息學自始至終提供了所需的技術與方法，系統生物學強調了生物信息學的生物反應模型和機理研究，也是多學科高度交叉，促使理論生物學、生物信息學、計算生物學與生物學走得更近，也使我們研究基因型到表型的過程機理更加接近。虛線范圍代表整合生物信息學的研究領域，它包括了基因組計劃的序列、結構、功能、應用的整合，也涵蓋了生物信息學、系統生物學技術與方法的有機整合。

整合生物信息學的最大特點就是整合，不僅整合了生物信息學的研究方法和技術，也是在更大的層次上整合生命科學、計算機科學、數學、物理學、化學、醫學，以及工程學等各學科。其生物數據整合從微觀到宏觀，應用領域整合涉及工、農、林、漁、牧、醫、藥。本文將就整合生物信息學的生物數據整合、學科技術整合及其他方面進行初步的介紹和探討。

二、生物數據挖掘與整合

生物系統的不同性質的組分數據，從基因到細胞、到組織、到個體的各個層次。大量組分數據的收集來自實驗室（濕數據）和公共數據資源（干數據）。但這些數據存在很多不利于處理分析的因素，如數據的類型差異，數據庫中存在大量數據冗余以及數據錯誤；存儲信息的數據結構也存在很大的差異，包括文本文件、關系數據庫、面向對象數據庫等；缺乏統一的數據描述標準，信息查詢方面大相徑庭；許多數據信息是描述性的信息，而不是結構化的信息標示。如何快速地在這些大量的包括錯誤數據的數據量中獲取正確數據模式和關系是數據挖掘與整合的主要任務。

數據挖掘是知識發現的一個過程，其他各個環節，如數據庫的選擇和取樣，數據的預處理和去冗余，錯誤和沖突，數據形式的轉換，挖掘數據的評估和評估的可視化等。數據挖掘的過程主要是從數據中提取模式，即模式識別。如DNA序列的特征核苷堿基，蛋白質的功能域及相應蛋白質的三維結構的自動化分類等。從信息處理的角度來說，模式識別可以被看作是根據一分類標準對外來數據進行篩選的數據簡化過程。其主要步驟是：特征選擇，度量，處理，特征提取，分類和標識?，F有的數據挖掘技術常用的有：聚類、概念描述、連接分析、關聯分析、偏差檢測和預測模型等。生物信息學中用得比較多的數據挖掘的技術方法有：機器學習，文本挖掘，網絡挖掘等。

機器學習通常用于數據挖掘中有關模式匹配和模式發現。機器學習包含了一系列用于統計、生物模擬、適應控制理論、心理學和人工智能的方法。應用于生物信息學中的機器學習技術有歸納邏輯程序，遺傳算法，神經網絡，統計方法，貝葉斯方法，決策樹和隱馬爾可夫模型等。值得一提的是，大多數數據挖掘產品使用的算法都是在計算機科學或統計數學雜志上發表過的成熟算法，所不同的是算法的實現和對性能的優化。當然也有一些人采用的是自己研發的未公開的算法，效果可能也不錯。

大量的生物學數據是以結構化的形式存在于數據庫中的，例如基因序列、基因微陣列實驗數據和分子三維結構數據等，而大量的生物學數據更是以非結構化的形式被記載在各種文本中，其中大量文獻以電子出版物形式存在，如PubMed Central中收集了大量的生物醫學文獻摘要。

文本挖掘就是利用數據挖掘技術在大量的文本集合中發現隱含的知識的過程。其任務包括在大量文本中進行信息抽取、語詞識別、發現知識間的關聯等，以及利用文本挖掘技術提高數據分析的效率。近年來，文本挖掘技術在生物學領域中的應用多是通過挖掘文本發現生物學規律，例如基因、蛋白及其相互作用，進而對大型生物學數據庫進行自動注釋。但是要自動地從大量非結構性的文本中提取知識，并非易事。目前較為有效的方法是利用自然語言處理技術NLP，該技術包括一系列計算方法，從簡單的關鍵詞提取到語義學分析。最簡單的NLP系統工作通過確定的關鍵詞來解析和識別文檔。標注后的文檔內容將被拷貝到本地數據庫以備分析。復雜些的NLP系統則利用統計方法來識別不僅僅相關的關鍵詞，以及它們在文本中的分布情況，從而可以進行上下文的推斷。其結果是獲得相關文檔簇，可以推斷特定文本內容的特定主題。最先進的NLP系統是可以進行語義分析的，主要是通過分析句子中的字、詞和句段及其相關性來斷定其含義。

生物信息學離不開Internet網絡，大量的生物學數據都儲存到了網絡的各個角落。網絡挖掘指使用數據挖掘技術在網絡數據中發現潛在的、有用的模式或信息。網絡挖掘研究覆蓋了多個研究領域，包括數據庫技術、信息獲取技術、統計學、人工智能中的機器學習和神經網絡等。根據對網絡數據的感興趣程度不同，網絡挖掘一般還可以分為三類：網絡內容挖掘、網絡結構挖掘、網絡用法挖掘。網絡內容挖掘指從網絡內容/數據/文檔中發現有用信息，網絡內容挖掘的對象包括文本、圖像、音頻、視頻、多媒體和其他各種類型的數據。網絡結構挖掘的對象是網絡本身的超連接，即對網絡文檔的結構進行挖掘，發現他們之間連接情況的有用信息（文檔之間的包含、引用或者從屬關系）。在網絡結構挖掘領域最著名的算法是HITS算法和PageRank算法（如Google搜索引擎）。網絡用法挖掘通過挖掘相關的網絡日志記錄，來發現用戶訪問網絡頁面的模式，通過分析日志記錄中的規律。通常來講，經典的數據挖掘算法都可以直接用到網絡用法挖掘上來，但為了提高挖掘質量，研究人員在擴展算法上進行了努力，包括復合關聯規則算法、改進的序列發現算法等。

網絡數據挖掘比單個數據倉庫的挖掘要復雜得多，是一項復雜的技術，一個難以解決的問題。而XML的出現為解決網絡數據挖掘的難題帶來了機會。由于XML能夠使不同來源的結構化的數據很容易地結合在一起，因而使搜索多個異質數據庫成為可能，從而為解決網絡數據挖掘難題帶來了希望。隨著XML作為在網絡上交換數據的一種標準方式，目前主要的生物信息學數據庫都已經提供了支持XML的技術，面向網絡的數據挖掘將會變得非常輕松。如使用XQuery 標準查詢工具，完全可以將 Internet看作是一個大型的分布式XML數據庫進行數據瀏覽獲取、結構化操作等。

此外，數據挖掘還要考慮到的問題有：實時數據挖掘、人為因素的參與、硬件設施的支持、數據庫的誤差問題等。

一般的數據（庫）整合的方法有：聯合數據庫系統（如ISYS和DiscoveryLink）, 多數據庫系統（如TAMBIS）和數據倉庫（如SRS和Entrez）。這些方法因為在整合的程度，實體化，查詢語言，應用程序接口標準及其支持的數據輸出格式等方面存在各自的特性而各有優缺點。同時，指數增長的生物數據和日益進步的信息技術給數據庫的整合也帶來了新的思路和解決方案。如傳統的數據庫主要是提供長期的實驗數據存儲和簡便的數據訪問，重在數據管理，而系統生物學的數據庫則同時對這些實驗數據進行分析，提供預測信息模型。數據庫的整合也將更趨向數據資源廣、異質程度高、多種數據格式、多途徑驗證（如本體學Ontology的功能對照）、多種挖掘技術、高度智能化等。

三、生命科學與生物信息學技術的整合

生物信息學的研究當前還主要集中在分子水平，如基因組學/蛋白質組學的分析，在亞細胞、細胞、生物組織、器官、生物體及生態上的研究才剛剛開始。從事這些新領域的研究，理解從基因型到表型的生命機理，整合生物信息學將起到關鍵性的作用。整合生物信息學將從系統的層次多角度地利用已有的生物、信息技術來研究生命現象。另外，由其發展出的新方法、新技術，其應用潛力也是巨大的。圖2顯示了生命科學與生物信息學技術的整合關系。

目前生命科學技術如基因測序、QTL定位、基因芯片、蛋白質芯片、凝膠電泳、蛋白雙雜交、核磁共振、質譜等實驗技術，可以從多方面，多角度來分析研究某一生命現象，從而針對單一的實驗可能就產生大量的不同層次的生物數據。對于每個技術的數據分析，都有了大量的生物信息學技術，如序列分析、motif尋找、基因預測、基因注解、RNA分析、基因芯片的數據分析、基因表達分析、基因調控網絡分析、蛋白質表達分析、蛋白質結構預測和分子模擬、比較基因組學研究、分子進化和系統發育分析、生物學系統建模、群體遺傳學分析等。整合生物信息學就是以整合的理論方法，通過整合生物數據，整合信息技術來推動生命科學干實驗室與濕實驗室的組合研究。其實踐應用涉及到生物數據庫的整合、功能基因的發現、單核苷酸多態性/單體型的了解、代謝疾病的機理研究、藥物設計與對接、軟件工具以及其他應用。

在整合過程中，還應該注意以下幾方面內容：整合數據和文本數據挖掘方法，數據倉庫的設計管理，生物數據庫的錯誤與矛盾，生物本體學及其質量控制，整合模型和模擬框架，生物技術的計算設施，生物信息學技術流程優化管理，以及工程應用所涉及的范圍。

四、學科、人才的整合

整合生物信息學也是學科、教育、人才的整合。對于綜合性高等院校，計算機科學/信息學、生物學等學科為生物信息學的發展提供了學科基礎和保障。如何充分利用高校雄厚的學科資源，合理搭建生物信息學專業結構，培養一流的生物信息學人才，是我們的任務和目標。

計算機科學/信息學是利用傳統的計算機科學，數學，物理學等計算、數學方法，如數據庫、數據發掘、人工智能、算法、圖形計算、軟件工程、平行計算、網絡技術進行數據分析處理，模擬預測等。生物信息學的快速發展給計算機科學也帶來了巨大的挑戰和機遇，如高通量的數據處理、儲存、檢索、查詢，高效率的算法研究，人工智能的全新應用，復雜系統的有效模擬和預測。整合生物信息學的課程設計可以提供以下課程：Windows/Unix/Linux操作系統、C++/Perl/Java程序設計、數據庫技術、網絡技術、網絡編程、SQL、XML相關技術、數據挖掘，機器學習、可視化技術、軟件工程、計算機與網絡安全、計算機硬件、嵌入式系統、控制論、計算智能，微積幾何、概率論、數理統計、線性代數、離散數學、組合數學、計算方法、隨機過程、常微分方程、模擬和仿真、非線性分析等等。

生物學是研究生命現象、過程及其規律的科學，主要包括植物學等十幾個一級分支學科。整合生物信息學的課程設計可以提供以下課程：普通生物學、生物化學、分子生物學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、發育生物學、病毒學、免疫學、流行病學、保護生物學、生態學、進化生物學、神經生物學、基礎醫學、生物物理學、細胞工程、基因工程、分子動力學、生物儀器分析及技術、植物學、動物學、微生物學及其他生物科學、生物技術專業的技能課程。

作為獨立學科的生物信息學，其基本的新算法，新技術，新模型，新應用的研究是根本。課程涉及到生物信息學基礎、生物學數據庫、生物序列與基因組分析、生物統計學、生物芯片數據分析、蛋白質組學分析、系統生物學、生物數據挖掘與知識發現、計算生物學、藥物設計、生物網絡分析等。另外，整合生物信息學的工程應用，也需要了解以下學科，如生物工程、生物技術、醫學影像、信號處理、生化反應控制、生物醫學工程、數學模型、試驗設計、農業系統與生產等。

此外，整合生物信息學的人才培養具有很大的國際競爭壓力，培養優秀的專業人才，必須使其具備優良的生物信息科學素養，具有國際視野，知識能力、科研創新潛力俱佳的現代化一流人才。所以要始終緊跟最新的學術動態和發展方向，整合學科優勢和強化師資力量，促進國際交流。

五、總結及展望

二十一世紀是生命科學的世紀，也是生物信息學快速不斷整合發展的時代，整合生物學的研究和應用將對人類正確認識生命規律并合理利用產生巨大的作用。比如進行虛擬細胞的研究，整合生物信息學提供了從基因序列，蛋白結構到代謝功能各方面的生物數據，也提供了從序列分析，蛋白質拓撲到系統生物學建模等方面的信息技術，從多層次、多水平、多途徑進行科學研究。

整合生物信息學是基于現有生物信息學的計算技術框架對生命科學領域的新一輪更系統全面的研究。它依賴于生物學，計算機學，生物信息學/系統生物學的研究成果（包括新數據、新理論、新技術和新方法等），但同時也給這些學科提供了更廣闊的研究和應用空間，并推動整個人類科學的進程。

我國的生物信息學教育在近幾年已經有了長足的進步和發展。未來整合生物信息學人才的培養還需要加強各學科有效交叉，尤其是計算機科學，要更緊密地與生命科學結合起來，共同發展，讓我們的生命科學、計算機科學和生物信息學的教育和科研走得更高更前沿。

作者簡介：

篇3

關鍵詞：代謝物組學；血液指紋圖譜；中醫藥信息學；藏象信息模型

中圖分類號：R2－03　文獻標識碼：A　文章編號：1673－7717(2007)09－1903－02

近年來，筆者結合系統生物學、中醫藥信息學和生物信息學等學科的最新研究成果，提出了血液指紋圖譜藏象信息模型這一中醫藥信息學研究新方法。為方便大家了解和認識這一方法，下面以代謝物組學為參照介紹它的一些特點。

1　代謝物組學

代謝物組學是以代謝物分析的整體方法來研究功能蛋白如何產生能量和處理體內物質，評價細胞和體液的內源性和外源性代謝物濃度與功能關系的學科。是系統生物學的重要組成部分。通常采用繪圖技術，現代分析測定方法(NMR，HPLC，MS)，以及應用計算機技術和統計學方法，以高通量實驗和大規模計算為特征，完成細胞或者生物樣品所有代謝物的“指紋圖譜”。

其核心思想是它能夠通過整體代謝物圖譜，直接認識生物體的生理和生化狀態，代謝物組學通過研究“代謝指紋圖譜”的變化，能更直接地反映體內生物化學過程和狀態的變化。其研究對象主要是生物體液，如尿液、血液，主要研究手段是核磁共振。代謝物組學在藥物模型識別和確證、作用機制研究和安全性評價等方面具有重要的理論意義和應用價值。

2　血液指紋圖譜中醫藥信息學研究方法

在日、年等完整的生命節律時段內，連續提取血液并制作血液指紋圖譜，根據中醫子午流注和藏氣法時等中醫時間醫學理論，構建動態的――有時間變量的中醫學的人體生命信息模型，血液指紋圖譜藏象信息模型。實現中醫學的理論表達，并在此基礎上以信息技術實現中醫學的研究與實際應用。

3　以代謝物組學為參照介紹血液指紋圖譜中醫藥信息學研究方法

指紋圖譜方法是一種信息學方法，代謝物組學研究表明，指紋圖譜方法可以直接認識生物體的生理和生化狀態和隨時空變化的情況。不僅關心代謝物質的整體也關注其動態變化規律。

血液指紋圖譜能比代謝指紋圖譜，更完整的認識生物體的生理和生化狀態。代謝物組指生物體內的所有小分子代謝物，是生物體的特定部分在特定環境中，經基因組表達和新陳代謝產生的中介物及終產物。血液所包含的成分比這還要多，血液大致相當于系統整體代謝物組。所以，血液指紋圖譜能比代謝指紋圖譜，更完整的認識生物體的生理和生化狀態。

中醫通過子午流注和藏氣法時等中醫時間醫學理論，對生物體的生理和生化狀態即功能單位進行劃分，系統生物學以信息建模與系統整合為目標，血液指紋圖譜藏象信息模型實現了這一目標，而且遵循了中醫對系統“由上而下”劃分的原則，進行的信息建模。

藏象生理血液指紋圖譜即人體正常的生理和生化狀態，藏象病理血液指紋圖譜即人體異常的生理和生化狀態，也就是證的血液指紋圖譜。

1992年程士德教授在他編寫的《內經理論體系綱要》一書中說：“藏象學說的實質就是關于人體形態結構、生理功能、物質代謝、病理變化的高度概括，是一個綜合性的概念?！敝嗅t藥學從認識和掌握人體功能狀態的變化規律人手，初步揭示了人體生命活動的變化規律。證候既然是中醫對疾病過程中人體功能狀態的概括和總結，因此，用生理學方法探討中醫證候是證候研究的前提。

中醫學的證候的觀點，即對人體狀態加以認識、分類和調控的觀點，是目前現代醫學對人體狀態分類所沒有的，通過中醫對人體所處證候的分類，用現代科技手段通過對生理信息的處理，從而認識人體的狀態特征，是中醫學證候現代研究的基礎性和前提工作。

證是人體在疾病過程中某一階段的病理概括，是機體對病因的整體反應狀態，它反映了藏象、經絡、氣血津液等功能結構的異常變化。不同的證候標示著機體不同層面的整體功能異常，“中醫把認識疾病的焦點放在了整體功能上，用各種辨證方法把病人身上出現的整體功能異常辨別為各種有特異臨床表現的證，每一種證實際上都是有特征內容和表現的整體功能異常態”，可見，證的本質應是整體功能的，而不是解剖形態的。

證本質研究又是證型規范化的前提與基礎，是中、西醫兩種醫學體系深層次溝通的必由途徑。所以深入地探索中醫“證”的診斷或評價指標、嘗試對其進行定性定量的表達研究，是中醫證型規范化及建立中醫療效評價指標體系的重要指標，具有實際的臨床應用價值。

4　血液指紋圖譜突破了制約代謝物組學中醫研究的瓶頸

目前，代謝物組學通常采取核磁共振(NMR)、質譜(MS)、高效液相色譜(HPLC)為代謝物組“繪制圖譜”。代謝組學之父、英國倫敦帝國理工學院Jeremy Nicholson教授認為，人體應該作為一個完整的系統來研究，應用代謝組學和全面性系統策略來理解疾病過程，與中醫的整體觀念和辨證論治思維方式不謀而合。

中醫界非常多的學者也贊同這個觀點，但是，NMR這樣的昂貴設備限制了代謝物組學中醫研究的開展。而血液指紋圖譜藏象信息模型的研究，主張以紅外和拉曼光譜制作血液指紋圖譜，這樣，既可以保證指紋圖譜的測定簡單、可行、有效，又保證了指紋圖譜所必須具備的特異性、重現性和再現性。而且大大的降低了血液指紋圖譜研究的成本，以紅外和拉曼光譜制作代謝指紋圖譜，也將大大降低代謝物組學中醫研究的成本，推動這一新興學科快速發展。

篇4

【摘要】中西醫結合防治慢性腎臟病有優勢，也存在一些問題。通過中西醫結合防治慢性腎臟病的措施，對中醫藥治療腎臟病作用機制的研究；加強優化方案的研究；探索中醫腎本質的研究，組織普查，加大宣傳，早期預防。降低慢性腎臟病給社會、家庭、患者造成的危害，以提高中西醫結合防治慢性腎臟病的診療水平。

【關鍵詞】中西醫結合；慢性腎臟病的危害；優勢； 討論

1 慢性腎臟病的危害

慢性腎臟病（chronic kidney disease, CKD）已經成為全球性公共健康問題。國際腎臟病學會預測全球每十人中就有一人患有慢性腎臟病，預計2015年全球約3600萬人死于慢性腎臟病引起的心血管疾病。慢性腎臟病防治是跨越國家、民族、政治等全球性公共健康問題，是無論發達國家還是發展中國家，都必須面對的嚴重挑戰。慢性腎臟疾病具有“三高”特點，即患病率高、合并心血管病率高和死亡率高。同時，它還具有“三低”的特點，即知曉率低、人們對這種病合并心血管疾病的知曉率低、防治率低。慢性腎臟疾病如果治療不及時，會發展至終末期腎功能衰竭，即腎臟被逐漸破壞，最后腎功能幾乎全部損壞，結果是代謝產物及多余的水分在體內堆積，引起水分及電解質紊亂。如不接受透析，患者將有生命危險。目前我國尚無準確的CKD流行病學數據。據2005年北京市石景山地區40歲以上常住居民CKD的流行病學調查顯示，CKD患病率為9.4%。據此推算，我國CKD病人將超過1億。CKD患者血肌酐超過150 μmol/L時，死于心血管并發癥者是普通人群的15倍。防治CKD，運用中西醫結合的方法去積極干預，具有十分重要的意義。

2 中西醫結合治療CKD的優勢

許多腎臟病專家都在積極探索腎臟病治療的中西醫結合之路，如陳香美教授科技項目“免疫球蛋白A（immunoglobulin A, IgA）型腎病中醫證治規律研究”，為IgA型腎病的中醫證治規律提供科學證據；黎磊石院士開發研究中藥提取物雷公藤多苷，為臨床腎臟病的治療提供有效的藥物。中西醫結合在腎臟病領域有明顯的優勢。

2.1科學診斷慢性腎臟病，提高治療敏感性。如，腎病綜合征不同的病理類型都可以表現脾腎陽虛證型，而微小病變的脾腎陽虛證對治療反應好，預后好，局灶節段硬化的脾腎陽虛證對治療反應差，預后差。西醫診斷下的中醫辨證，加強了中醫對腎病預后的認識。

2.2 加強臨床療效，中醫、西醫對疾病治療的不同階段，各有利弊，中西醫結合能互補，使病人得到較好的治療。如，IgA型腎病表現為單純性血尿時，西醫無特異性療法，中醫湯劑加火把花根或雷公藤多苷有比較好的療效；中西醫結合治療在腎臟疾病各個不同階段切入，各施所長才能得到最佳的治療。如，難治性腎病綜合征在使用潑尼松、細胞毒劑、血管緊張素轉化酶抑制劑、血管緊張素Ⅱ受體阻滯劑、等治療的同時，再結合雷公藤多苷、火把花根片或中藥湯劑等中西醫結合療法，其療效較單純中醫或西醫療法顯著提高。中藥還可明顯減輕大劑量激素引起的醫源性柯興氏綜合征副反應，減輕環磷酰胺引起的消化道反應及骨髓和性腺功能的抑制。

3 中西醫結合治療CKD存在的問題

中西醫結合在腎臟病領域有明顯的優勢,也存在不少的問題

3.1缺乏循證醫學證據， 療效機制不明確: 有關中西醫結合治療各種腎臟病報道很多，但絕大部分都停留在專家個人的經驗和各自單位的臨床觀察，沒有進行多中心大樣本隨機雙盲對照臨床試驗，其療效的客觀性很難確定。中藥的成分復雜，經過炮制、配伍、煎煮和體內代謝后，成分的變化更是不得而知。因此，中藥很難用單一指標去考察其療效，作用機制不明。在中藥治療的基礎上，聯合西藥治療，其療效機制更是不清楚。

3.2 缺失基礎理論指導， 尚未形成中西醫結合醫學理論:中醫學的特點是辨證論治，其“證”的研究是中醫基礎理論的核心，是中醫現代化的瓶頸。目前中醫臨床是以“整體觀念”為主導思想，以辨證論治為特色的系統論思想指導實踐；西醫是以“還原論”為主導思想，以邏輯思維為特征，以實驗手段為主要研究方法，借助物理學、化學和生物學等手段來指導實踐。中醫、西醫都是在各自的理論指導下進行臨床實踐，還沒有形成中西醫結合醫學理論，新理論的形成還有待漫長的時日。

4 中西醫結合防治CKD的討論

4.1加強中醫藥治療CKD作用機制的研究 : 加強中醫藥治療腎臟病的作用機制研究是目前的熱點，許多腎病工作者研究了治腎病中藥復方或單味藥對腎臟病理和功能的改善作用，以及對細胞因子和基因的調節作用，為臨床尋找有效的藥物，做了大量有意義的工作。鑒于中藥多成分、多靶點、多途徑和多效應的特點，很難判斷有效或無效成分，也很難用單一指標考察其療效，對它的代謝途徑不清楚，半衰期不明，其療效機制還是用“黑箱理論”去解釋。由于目前的技術和方法所限，這種研究要延續很長一段時間。加大中醫藥治療腎臟病的作用機制研究，為腎臟病領域的研究提供借鑒。

4.2 利用系統生物學的方法，探索中醫腎本質的研究 :自20世紀80年代以來，對腎陰虛證、腎陽虛證進行了環磷酸腺苷、環磷酸鳥苷、內分泌、免疫和基因等深入的研究，取得了很大成績，但還沒有找到中醫腎虛證的特異指標。系統生物學是由基因組學、蛋白質組學、代謝組學、相互作用組學、表型組學及生物信息學等組成，通過生物信息學把基因、蛋白質、代謝產物及表型等橫向的研究結果整合起來，采用系統綜合的思路和手段從整體水平上動態地對一個集合體的存在特征、活動規律和相互聯系加以描述。中醫傳統理論最具特色的就是“整體觀”和“辨證觀”，與現代的系統生物學思路不謀而合。以功能基因組學和蛋白質組學為核心的系統生物學方法，將為中醫腎虛證本質的研究提供科學的手段。

4.3優化中西醫結合治療CKD單病種方案的研究 :目前，中西醫結合治療腎病的報道很多，療效也比較好，但現在還沒有中西醫結合治療CKD的優化方案出臺。國家“十一五”科技支撐計劃已經開始資助中醫腎病臨床優化方案的研究，如杭州市中醫院王永鈞教授牽頭的11家醫院腎科參與的“CKD 3期中醫證治優化方案的示范研究”和上海中醫藥大學龍華醫院陳以平教授牽頭的“中醫綜合治療膜性腎病多中心前瞻性臨床研究”。程振遠教授等多位專家提出多種免疫抑制劑早期中小劑量干預，非激素治療或小劑量激素配合治療的多靶點治療方案。他們的研究方法和結果將為中西醫結合治療CKD優化方案的研究提供借鑒。優化方案制定后，進行多中心、大樣本、隨機盲法對照臨床試驗，客觀評價其方案的療效和安全性。第一次臨床試驗結果出來后，針對臨床試驗存在的問題，將方案再優化再試驗直至優化出滿意的方案。

4.4組織普查，加大宣傳，早期預防，積極干預治療:中華醫學會腎臟病分會已經在媒體開展宣傳，舉行講座，組織普查，以引起社會的廣泛重視，并組織專業人士參與大規模尿常規普查。CKD患病率和病死率高，合并心血管事件的危險性增加，醫療費用昂貴，但知曉率卻不足10%。有的人一生都沒有做過尿液檢查，腎臟有沒有問題一無所知。因此，2006年國際腎臟病學會和國際腎臟基金聯合會聯合倡議，將每年3月份的第2個星期四定為“世界腎臟日”，目的就是喚起全球各界人士對CKD的高度關注。早期預防，積極干預治療。要整合各種社會資源，有效提高我國慢性腎臟病知曉率、早期診斷率，提高慢性腎臟病臨床診治水平，降低慢性腎臟病給社會、家庭、患者造成的危害。

參考文獻

［1］ 陳香美, 王海燕. 提高慢性腎臟病的知曉率、治療率和控制率，減輕對國民健康的危害［J］. 中華內科雜志. 2006; 45(6).

［2］ 張路霞, 左力, 徐國賓, 等. 北京市石景山地區中老年人群中慢性腎臟病的流行病學研究［J］. 中華腎臟病雜志. 2006; 22(2).

［3］ 王鋼. 中醫腎臟病學研究方向與展望［J］. 中國中西醫結合腎病雜志. 2004; 5(6).

［4］ 孫澤庭, 聶正懷, 鄧崇平. 中西醫結合的現狀與思考［J］. 醫學與哲學. 2006; 27(3).

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1方法

1．1基于RA熱證的對證中藥定向文本挖掘文本挖掘分為文本數據收集、處理、結構化分析、可視化以及評價5個步驟［6］。首先，登錄中國生物醫學文獻數據庫，檢索關鍵詞“類風濕關節炎OR類風濕性關節炎”。文獻14435篇(檢索日期:2011年9月15日)。將收集來的數據，以ANSI編碼格式保存。利用文本提取工具，對下載的非結構化的TXT文本數據進行信息提取，保存成格式化的、便于數據庫(Access)和大型數據庫(MicrosoftSQLServer，SQL)處理的格式。通過關鍵詞對構造算法［7］進行數據清洗工作。然后結合專業知識進行解析，繼續按關鍵詞對構造算法進行噪音清洗，直到噪音降到滿意為止。然后，結合中醫證候要素特點進行定向文本挖掘，在RA數據集內，按照“熱”為關鍵詞對文獻的主題詞進行檢索，將數據集定義為“熱”子集。然后，針對這個數據子集，分別執行后續的計算［7］。經過計算，可以得到中醫治療RA熱證要素的中藥用藥規律。用可視化軟件Cytoscape2．8．2進行可視化處理，并以網絡圖的形式展現出來。

1．2PubChem數據庫搜索藥物靶蛋白將定向文本挖掘出的對證治療RA熱證的中藥分別輸入PubChem數據庫［8］檢索，找到每種有效成分的人類活性靶蛋白。

1．3基因芯片分析典型RA熱證與正常人外周血CD4+T細胞差異基因中日友好醫院門診病人中，隨機選取符合納入標準的早期RA女性患者，RA證候問卷表采集患者各項證候信息，參照相應標準進行寒、熱證候判斷，篩選出符合納入標準的RA女性熱證患者12名。同時按照排除標準選取中國中醫科學院12名健康志愿者(年齡在18歲至70歲之間)作為對照組。采集RA熱證患者及健康人空腹靜脈血，分離純化得到CD4+T淋巴細胞，用于基因表達譜芯片分析。比較RA熱證與正常人差異基因，選取1．4倍以上的上調及下調的差異基因分析，具體分析步驟見本課題組前期研究報道［9］。

1．4分別構建RA熱證對證中藥靶標網絡及RA熱證生物學網絡并進行對應分析利用IPA(IngenuityPathwayAnalysis)生物分析軟件，在線提交定向文本挖掘出的基于RA熱證對證藥物的靶蛋白列表及RA熱證與正常人差異基因列表。分別構建基于RA熱證對證中藥靶標蛋白的相互作用網絡以及基于RA熱證與正常人比較差異基因的相互作用網絡。利用軟件中的Network、CanonicalPathway、Functions及Comparison等功能模塊進行分析，獲得藥物靶標網絡功能及重要生物學通路。同時，比較藥物靶標網絡和RA熱證分子網絡，尋找和分析二者的生物學通路的異同。

2結果

2．1RA熱證定向文本挖掘結果通過定向文本挖掘，篩選出治療RA熱證的4個常用中藥:黃柏、知母、蒼術及牛膝，將其作為研究的對象，見圖1。

2．2RA熱證對證中藥靶蛋白及靶標網絡通過檢索PubChem數據庫，分別找到RA熱證的對證中藥:黃柏、知母、蒼術及牛膝4味中藥共有靶蛋白123個(略)。通過IPA軟件將這些靶蛋白構建RA熱證的對證中藥靶蛋白的相互作用網絡，見圖2A所示。經IPA分析，該網絡排名前5位的生物學功能見表1。

2．3RA熱證與正常人差異基因生物學網絡及功能RA熱證與正常人CD4+T淋巴細胞的差異基因中，上調基因15個，下調基因6個，詳見本課題組前期研究報道［9］?；谏鲜霾町惢蚝虸PA構建的蛋白質相互作用網絡見圖2B。經IPA分析，該網絡主要生物學功能見表2。

2．4RA熱證差異基因及其對證中藥靶蛋白的共同生物學通路在IPA系統的Comparison功能中，比較RA熱證差異基因及其對證中藥靶蛋白的共同生物學通路，發現在細胞免疫反應相關的信號通路中，二者都參與了共同的生物學通路:GM-CSF信號通路，CTLA4信號通路，T細胞受體信號通路及輔助T細胞中的CD28信號通路，如圖3～4所示。在圖4中，我們可以看到，這4條生物學通路中，RA熱證差異基因及其對證中藥靶蛋白都有參與，但作用的靶點并不盡相同。在GM-CSF信號通路中(圖4，A)，RA熱證與正常人比較，BCL2A1(Bfl-1)基因表達上調，而RA熱證對證藥靶點為GM-CSF信號通路中的AKT和Bcl-xL，這些分子最終共同干預細胞的存活及增殖。在細胞毒性的T淋巴細胞中CTLA4信號通路(圖4，B)、T細胞受體信號通路(圖4，C)及輔助T細胞中的CD28信號通路(圖4，D)中，RA熱證與正常人比較，上調了通路中的CTLA4基因，而對證中藥靶點為AKT和NF-κB，都通過信號通路的網絡影響到整個通路的生物學功能。

3討論

文本挖掘技術能以線性和非線性方式解析數據，且能進行高層次的知識整合，又善于處理模糊和非量化數據［10］。大量的中醫藥臨床報道積累了豐富的文本數據，為文本挖掘提供了充分的數據條件［7，11］。蛋白質相互作用網絡(Protein-proteinInteractionNetwork)是研究生物功能或病理變化分子基礎的新途徑和新方法，也是目前國際上生物信息學研究的熱點之一［12，13］。發現并建立與疾病相關的分子作用網絡，對于認識復雜疾病至關重要，也是現代生物醫學研究所面臨的重大挑戰［14］。網絡藥理學基本思路是理解疾病“表型-基因-靶點-藥物”相互作用網絡特征，通過網絡分析，觀察藥物對疾病網絡的干預與影響，尋找可能的組合藥物靶標，預測最優化的組合藥物［15］。

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1．1轉化醫學的發展歷程及現狀

轉化醫學提倡以患者個體為中心，強調多學科交叉合作。轉化醫學作為一個新的領域，從發展走向成熟，需要多專業的交流與協作。在國外轉化醫學起步較早。2003年，美國國立衛生研究院（NIH）宣布了發展生物醫學的長期計劃，主要是培養具有不同專業背景、能在基礎研究和臨床工作間互相協作研究的團隊。在NIH的推動下，2011年美國已有包括哈佛大學、耶魯大學、斯坦福大學等名校在內的38個大學和醫學院建立了進行轉化研究的醫學中心；2005年蘇格蘭政府與惠氏制藥公司合作，建立了世界上第一個轉化醫學合作研究中心；2007年，歐盟實施的第7個框架研究計劃，將預算中的60億歐元用于轉化醫學研究方面。同時世界著名醫學類核心期刊都為轉化醫學開辟了專欄，相繼組建了ScienceTranslationalMedicine、JournalofTranslationalMedicine和TranslationalResearch等國際性專業雜志。相比較而言，中國在轉化醫學的研究和實踐方面尚處于初級階段，但發展勢頭日趨高漲。2007年上海交通大學成立了專門從事轉化醫學研究的“Med－X研究院”；2008年上海復旦大學依托其附屬醫院，率先成立了“出生缺陷研究中心”；2009年中南大學湘雅醫院組建了“湘雅轉化醫學研究中心”，研究惡性腫瘤；2011年總醫院附屬八一腦科醫院建立了國內第一個“神經科學轉化醫學中心”等。

2010年陳竺等在《科學》雜志上發表了一項研究成果，揭示了砷劑治療急性早幼粒細胞性白血?。ˋPL）的直接藥物作用靶點為PML－RARa。這一研究成果對于推動該類型白血病的分子靶向治療具有重要意義。砷劑成功治療APL的研究成果成為我國轉化醫學研究的典范之一。

1．2轉化醫學的研究內容

轉化醫學是蛋白質組學和基因組學及生物信息學等生物醫學發展的時代產物，其中心思想是以解決臨床和健康問題為目標的實驗室基礎研究。轉化研究是轉化醫學中最重要的內容之一，主要包括：①分子靶向治療；②尋找適當生物分子標志物，提高臨床輔助技術對臨床工作的輔助效力；③藥物二期臨床實驗。此外，還有基因診斷治療、干細胞與再生醫學、基因組藥理學與個體化醫學。其中最重要的環節是生物分子標志物的研究。

1．2．1基于分子分型的個體化治療惡性腫瘤、心腦血管病及糖尿病等大多數慢性病是多病因疾病，其發病機制復雜、疾病異質性很大，因此，對這些疾病不能采用單一方法來進行診治。著眼于患者的遺傳、分子生物學特征和疾病基本特征進行分子分型，以此為基礎實施個體化治療是現代醫學的目標。實施個體化的治療，可以對治療方法、藥物、劑量進行優化，達到最好的治療效果。

1．2．2生物分子標志物的鑒定與運用基于各種組學方法篩選出早期診斷疾病、預測疾病、判斷藥物治療效果和評估患者預后的生物分子標志物及藥物靶標，如DNA、miRNA、蛋白質及多肽、炎性因子及其通路等，有利于針對性地探索新的藥物和治療方法，提高藥物篩選的成功率，縮短藥物研究從實驗走向臨床應用階段的時間。這些分子標志物的開發應用，對疾病的預防、診斷、治療和預后有重要指導作用。

1．2．3藥物臨床實驗及研發美國曾有報告稱，研制一種新藥，從選題到臨床應用，平均要用14年的時間。近40年來，美國在惡性腫瘤的研究方面投入2000多億美元，收獲了156萬篇研究論文，但腫瘤患者的生存率卻沒有得到顯著改變。轉化醫學通過收集和分析分子生物學和生物信息學的海量數據，篩選出分子標志物和藥物靶標，有效地降低在臨床二期實驗中藥物靶點驗證性研究的失敗率，提高了基礎研究的轉化率和速度，為新藥的臨床應用和個體化治療研究開辟出一條革命性的道路。

2轉化醫學與中醫藥學的基本理念一致

中醫學是我國醫學重要的組成部分，進入新世紀，中醫學先進的理念與落后的技術手段之間的矛盾愈發突出，限制了中醫理論的廣泛傳播及其診療技術的普及與應用。然而轉化醫學的出現為中醫藥的現代化研究提供了一個良好的發展機遇。轉化醫學的基本理念與中醫藥學從臨床到基礎理論再到臨床的發展歷程和“辨證論治”的個體化治療思想不謀而合。

2．1轉化醫學與中醫學的運行模式相同臨床實踐一直是中醫學產生、發展、繁榮的根本原因，從臨床積累的經驗中抽提理論，再用理論指導臨床實踐的過程是中醫藥發展的經典模式?；诨A科學與臨床應用出現嚴重脫節而產生的轉化醫學，其主要目的就是加強基礎醫學與臨床醫學之間的聯系，將實驗室的研究成果快速轉化為臨床應用，同時臨床上出現的新問題可以指導基礎研究方向。雖然傳統中醫學不進行實驗室研究，但其“臨床－理論－臨床”這個螺旋上升的模式與轉化醫學的運行模式是一致的。

2．2轉化醫學與中醫學的理念統一基礎醫學與臨床醫學存在著方法論方面的差異，主要體現在：臨床醫學以系統論為導向，基礎醫學則以簡化論為基礎。轉化醫學研究的對象是人，人的健康除與人體結構與功能相關外，還涉及自然環境和社會環境因素的作用，這決定了轉化醫學必然是一種復雜性研究系統。以轉化醫學為基礎的系統生物學應用系統工程的概念、定量分析生物系統若干組成部分的動態相互作用，通過反復計算和／或數學建模及試驗來研究復雜的生物系統。中醫學是借助古代哲學、自然科學和臨床實踐發展起來的一種系統科學，其蘊含的“整體觀”、“天人合一”等思想，與系統生物學的理念相統一。

2．3轉化醫學與中醫學所倡導的治療方式相同現代疾病譜逐漸向慢性病方向轉變，其發病原因有多種且機制復雜，以往的單一治療方法難以奏效。轉化醫學針對這一問題提出了基于患者遺傳、分子生物學特征和分子分型的個體化治療方案。中醫學治病的基本原則———辨證論治，其本質就是個體化醫學，體現了現代個體化醫學的特征。

3中醫藥轉化醫學的特點

3．1以中醫基礎理論為指導原則中醫基礎理論是中醫學的精髓，如果中醫藥的研究忽視中醫學的特色，一味地追求細胞乃至分子層面的機制，或盲目地模仿化學藥物研發模式，必然導致臨床與科研的脫節，最后中醫臨床只能依據古代經典，缺乏令人信服的科學證據。因此，中醫藥轉化醫學研究必須以中醫基礎理論為指導，才能更好地服務于臨床。

3．2以患者個體為中心中醫學的整體觀既強調人是一個有機整體，又強調人與自然、社會環境的密切相關，并建立“觀其脈證，知犯何逆，隨證治之”的辨證論治體系，也是一種人本主義的醫學研究模式。

3．3基礎研究與臨床應用之間相互促進的連續過程中醫藥轉化醫學的實質是理論與實踐的結合，是基礎與臨床的整合，具有“實驗室－臨床－實驗室－臨床”不斷循環的運作特色。中醫學也是在不斷的臨床實踐中逐漸發展壯大。只有通過基礎與臨床之間不斷地循環轉化，才能促進中醫醫療技術水平的整體提高。

4中醫藥轉化醫學的實施

中醫藥轉化醫學研究如何開展，如何順應世界醫學發展潮流，是當前中醫藥界必須思考的一個重要問題，其中中醫藥語言現代化和中醫臨床、中藥創新藥物研究的現代化是中醫藥轉化醫學實施的關鍵。

4．1建立中醫學轉化研究機構有條件的研究型或教研型中醫藥大學、研究型醫院或國家中醫臨床研究基地可采用加盟或聯合方式進行資源整合，建立以臨床和基礎及藥物研發為主體，結合中醫古籍研究的跨學科中醫藥轉化研究中心，并吸引相關企業共同參與，以平臺管理方式進行統一部署和聯合攻關，構建起一條高效率的轉化鏈。此外，也可以通過內部選拔或對外招聘的方式組建一個交叉學科研究室。此外，生物醫學信息學為解決轉化醫學相關問題提供了一系列方法學，其研究者應該成為中醫藥轉化醫學研究團隊的核心成員。

4．2加強轉化醫學推廣教育和轉化型人才培養長久以來，基礎研究領域人才的提拔和獎勵主要依據研究者的論文，而不是其帶來了多大的臨床效果。而臨床醫生則缺少時間去閱讀相關文獻，這在相當程度上限制了基礎研究與臨床之間的交流。要解決這個問題，就必須加強基礎研究者和臨床醫生之間的交流、合作。當前中醫藥基礎研究的人才隊伍建設比較薄弱，整體科研水平較低，知識結構也較單一，學科滲透和交叉能力相對欠缺，對世界醫學最新進展和前沿動態信息了解滯后，創新能力不足。因此，需要加強對既懂中醫又具有現代西醫科學實驗技能，并有轉化醫學理念的復合型人才的培養。國內中醫藥大學與開設的中醫學國家理科基地專業是一個很好的探索。

4．3加大扶持力度與政策引導長期以來，高昂的經費支出是造成轉化醫學研究發展十分緩慢的核心問題，原因在于科研成果從實驗室走向臨床的轉化過程成本高，前期的巨大投入使許多企業和醫療機構失去投資的動力。其次，中醫藥轉化研究的過程涉及多學科、多部門的利益協調，很容易在關鍵環節產生脫節現象。因此，政府除了要在政策上加以傾斜和扶持，引導大型企業贊助中醫藥轉化研究外，還應制定有效的體制、規定，將各學科、各部門緊密地聯系在一起，形成一個團結高效的研究團隊。

4．4緊密結合中醫特色和優勢，展開中醫藥轉化研究中醫藥轉化研究是中醫藥現代化研究的需求，有助于更好地促進和加快中醫藥向更深層次水平邁進。中醫藥轉化研究的開展應緊密結合中醫特色和優勢。主要包括：①重視中醫經典的指導作用：2006年頒布的《中醫藥創新發展規劃綱要》，明確了中醫藥發展的“繼承、創新、現代化、國際化”四項基本任務，強調在“繼承”基礎上加以豐富發展、充實完善，才會有中醫的創新。②推動經典復方的方劑組學研究：方劑組學以中醫方劑作為研究內容，以提取物的質量控制為前提，以臨床療效為基礎，然后應用基因組學和蛋白質組學明確其作用靶點、研究其調控機制。③協作進行病證結合的轉化醫學研究：陳可冀院士認為，西醫診斷與中醫辨證的病證結合充分體現了中西醫兩種醫學的優勢互補，是中西醫結合的最佳模式。④注重結合中醫臨床：進行中醫藥轉化研究時，必須充分體現中醫整體觀及辨證論治的特色，針對證候的分類、治則治法、方藥選用、證候轉變、療效評價等關鍵環節，應用各種組學技術，篩選出不同層面的與證候發生發展、辨證分類、治法方藥和療效評價相關聯的敏感性生物標志物群，并給予其在臟腑及四診信息中的定位。

5結語

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【關鍵詞】課題研究；生物學原理；生物科學素養；能力

筆者參加了我校報批的《初中生物教學中培養學生生物科學素養的途徑與方法的研究》市級課題研究?！袄蒙飳W原理，培養學生的生物科學素養”是其研究的項目之一。為了通過實際的課堂教學實踐驗證“利用生物學原理，培養學生的生物科學素養”是“初中生物教學中培養學生生物科學素養的途徑與方法的研究”中的一種切實可行的方法和手段。茲將本人負責的項目作如下總結：

生物學原理是生物科學素養的主要載體，而生物學原理的教學則構建了培養學生生物科學素養的主要平臺。生物學原理科學課程倡導培養學生的科學素養，科學素養的中心特點是，理解重要的科學觀念，懂得科學技術潛含的力量及各自的局限性；具備科學思考的能力；能夠將科學知識和科學思維方式運用于個人決策或參與公共文化事務之中 。生物學原理是觀察、實驗、思維相結合的產物，它不僅呈現了生物科學的事實觀念和特點，而且還呈現了生物科學的探究方法和探究方法。因此，生物學原理是生物科學素養的重要載體，而生物學原理的教學則構造了培養學生生物科學素養的重要平臺 。

生物學原理的重要特點生物學原理反映了生物界中的現象、過程在一定條件下必然發生、發展和變化的規律，反映了生命活動中的本質關系，是生命活動的基本規律及形成機理 。生命性生物學原理重要闡明生物生命活動的規律，而生命活動規律重要表現在新陳代謝、應激性、生長發育、繁殖、遺傳變化、進化及系統發生等方面 。生命性是生物學的根本特性，生物學原理是圍繞生命活動這個中心展開的。綜合性生物界具有少樣性，生命系統具有少層次性，而且是高度組織化的，如生命系統的層次有細胞、組織、器官、系統、個體、種群、群落、生態系統和生物圈 。在生物系統不同層次上有著各自的生物學原理，但每一具體的原理都不是孤立存在的，它們之間存在著一定的關系 。許少原理不僅超越了生物科學單一學科分支的范疇，涉及到各種生物類群，而且涉及數學、物理、化學等其它學科，特別是近代生物科學的綜合性發展更加注重了學科知識與技術的綜合運用 。因此，生物學原理的綜合性特點為培養學生的生物科學素養提供了更為廣泛的資源和空間 。

加強生物學中心觀念的教學生物學原理是建立在生物學觀念基礎上的更深一層次的生物學知識，它反映了生物學事實或觀念之間的相互關系 。學生形成生物學觀念和掌握生物學原理之間存在著不可分割的辯證關系 。一方面，形成生物學觀念是掌握生物學原理的基礎，觀念不清就無法掌握生物學原理；另一方面，掌握生物學原理可以使學生從生命活動變化中去進一步地理解鞏固生物學觀念 。教師引導學生建立正確的生物觀念是使學生掌握生物學原理的前提，沒有這個前提生物學原理的教學就無從談起 。加強觀念教學必須使學生獲得足夠的感性認識 。教師要創設便于理解觀念的良好環境，提供探索生物學觀念所必須的感性材料或典型事例 。

教育的目的在于提高公民的素質，提高素質不等于片面追求高學歷，教育必須與生產勞動相接合，必須為現代化建設服務，培養德、智、體、美、勞全面發展的建設者和接班人。但在現實的教育形式下，學校片面的追求升學率的提高，而普遍忽略其他方面的教育及培養。在很大程度上與素質教育相背，教育與素質教育和實踐相互脫節，學生畢業走入社會，技術、技能等能力極其低下，創新意識薄弱，知識面狹窄，應用能力不足等缺陷。學生的生物科學素養極其低下，嚴重影響了教育事業的發展進程，中學生物教學中存在的問題嚴重制約著學生生物素養的培養和提高。因此，利用生物學原理培養學生的生物科學素養顯得尤為重要。

生物科學素養是指參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學概念和科學探究能力，包括理解科學、技術與社會的相互關系，理解科學的本質以形成科學的態度和價值觀。它反映了一個人對生物科學領域中核心的基礎內容的掌握和應用水平，以及在已有基礎上不斷提高自身科學素養的能力。其最基本的含義是指學生能夠合理地將所學到的科學知識運用到社會及個人生活中。生物學素養是公民科學素養中重要的組成成分。是人們在認識自然和應用生物科學知識的過程中表現出來的內在本質，包括人們所掌握的生物科學知識、技能和方法，以及在此基礎上形成的生物科學能力、科學觀以及科學品質等方面。是公民參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學知識、探究能力、以及相關的情感態度價值觀。它反映了一個人對生物科學領域中核心的基礎內容的掌握和應用水平，以及在已有的基礎上不斷提高自身科學素養的能力。

良好的科學素養是一個人成功的基石?？茖W素養是一個人綜合素質和能力的體現。需要在長期的學習、工作和生活中逐步培養和建立起來。作為一名從事一線教學的生物學教師，深知自己的責任和義務，必須更新觀念、改進教法、改進評價方法、重視理論和實踐的聯系、全面提高學生的素質和能力。

在科學技術不斷地改變著我們的生活，改變我們周圍世界的今天，具有科學素養是現在每個初中生畢業后必不可少的能力。通過此課題的研究，轉變教學觀念，將生物教學與個人和社會相聯系，加強書本知識與生活相聯系，使學生從生活中走進書本，再從書本回歸生活，使生物學與學生生活之間架起橋梁，引導學生善于思考生活中的生物學，善于捕捉、獲取、積累生活中的生物學知識，使抽象、枯燥的生物學知識具體化、生活化，使學生進一步對生物學產生親切感、真實感，同時感受到生物學的趣味與作用，領悟科學探究的各種技能，培養科學精神，形成良好的科學態度和科學情感，進而增強對生物學知識的應用意識，有效地提高生物科學素養。

在教學中要使學生通過生物課學習能在以下四方面得到發展：科學的態度和科學的世界觀， 科學探究方法與技能 ，科學、技術和社會，生物學的知識和技能。

生物學屬于一門自然科學課程，是一個內容豐富的知識體系。其中包括人類認識自然界的一些途徑和方法，這些方法反映出自然科學與其他領域認知模式的不同，也體現了科學最基本的特征和本質。生物學教育的宗旨是培養學生的生物科學素養，不僅要傳播科學的事實和概念，更要體現科學是一個探究的過程。理解這一新的課程理念，將有助于生物教學改革和實踐，通過生物課培養學生興趣、動手能力，以及發現問題、分析問題和解決問題的能力。

生物科學素養的提高并非一朝一夕就能實現的，它需要我們教師在日常教學中從點點滴滴做起，切實把新課標的理念貫徹于課堂教學之中。有目的有意識地培養學生的科學精神、態度和價值觀，重視方法、技能的提高和訓練，使學生養成良好的科學行為和習慣，提高學生的綜合素質和能力，潛移默化地提高學生的生物學科學素養。

生物科學是21世紀發展最為迅速的學科之一。生物科學素養的教育內容應主要包括科學知識、科學方法、科學態度、科學精神和科學價值五個方面。培養學生具備一定的生物科學素養和創新精神，掌握生物研究的科學方法，才能夠適應社會經濟和生命科學的發展。筆者根據參加課題研究的實際教學經驗，將義務教育階段有關利用生物學原理能提高學生生物科學素養的教學內容大致分為植物、動物、人體生理、微生物、實驗等五個方面。例如實驗教學方面，眾所周知，生物學是一門實驗性很強的學科，科學實驗是生命科學最基本的研究方法，是培養和提高學生生物科學素養的最佳方法之一。通過實驗鍛煉學生的動手能力，進而提高學生的社會生存能力。同樣對生物學知識的學習、生物學能力的獲得和生物科學素養的達成同樣也離不開實驗。實驗教學既是生物學教學的重要內容，又是一種有效的教學手段，更是培養學生科學素養的重要環節。在中學生物學實驗教學過程中重視學生科學素養的培養，有利于學生獲得系統生物學知識，掌握科學的實驗方法，發展各種能力，樹立良好的科學態度，養成科學的協作精神。生物實驗教學為學生提高生物科學素養搭建了一個發展平臺。

生物學課程中的實驗教學是學生積極主動地獲取生物科學知識，領悟科學研究方法而進行的各種活動。通過設計實驗過程、收集和分析資料并得出結論，使學生認識、經歷科學研究的過程，并訓練其使用有關的具體方法完成每一個步驟，是培養學生發現問題、分析問題、解決問題等能力的有效操作方式。

把實驗課和理論課、活動課、課外實習、野外考察及社會實踐結合起來，使實驗課教學開放空間向課外和校外延伸，突出地方特色，充分利用當地的生物資源。如：植物學實驗中植物各器官形態結構的觀察，可以和野外考察結合起來，以野外的植物為材料，觀察記錄不同植物根、莖、葉的形態特征，花及果實的類型，植物各器官系統的功能，以及植物形態結構和功能與植物生活環境適應性，使學生以新的目光新的角度，發現一些課堂上沒有接觸到的新知識新問題，開闊學生學習和思維的空間，將學到的知識應用于實際，培養學生熱愛大自然、熱愛生命科學和思想情懷。充分發揮學生在生物學實驗教學過程中的主觀能動性，提高學生對生物學實驗課的興趣，增加師生之間、同學之間溝通與交流，學生的學習由“被動注入式”變成“主動吸收式”，有利于培養學生的觀察力、動手能力、科研創新能力、獨立思考獲取知識能力、信息收集鑒別處理能力、合作交流能力；有利于培養學生的團隊精神、協作精神、進取精神、創新精神和科學探索精神，加深學生對生物科學過程和科學方法的理解，切實提高學生生物科學素養[1]。

生物科學知識與我們的現實生活密切相連，通過生物科學素養的培養可以使學生從現實的生活當中體驗到科學的重要性，意識到只有自己的科學素養提高了才能用科學的眼光看待周圍的事物，用科學的行為來對待周圍的事物，用科學的思維約束自己的行為，當他們能夠認認真真地對待這一切并能不斷地反思自己的所作所為時，自身的科學素質也就自然而然的提高了，而科學素質的提高對于我們國家建立和諧社會以及執行可持續發展的戰略決策具有極為重要的意義，因此學生科學素養的提高對于我國的現代化建設以及國家精神文明的提高有著舉足輕重的作用。

生物學新課程開創了科學、技術和社會（STS）教育的新局面，新的課程標準把了解科學、技術、社會的相互關系，關注和參與生物科學技術有關的社會問題的討論和決策，作為生物科學素養和重要組成部分。在STS教育中，如何培養學生的科學素養，如何培養學生對自然和社會的責任感，是每一位教育工作者必須思考和面臨的問題。通過實際的教學實踐，體會到教師對活動內容的選擇很大程度上決定著STS教育的效果。課堂上若選擇一些學生感謝到親切、實在、能接觸到相關問題或與社會生產、生活、發展有關的熱點問題組織教學活動，通常能取得較好的教學效果[2]。

參考文獻

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關鍵詞：中醫學，科學方法，文化基礎

中醫學的臨床療效已經得到廣泛的認可，其獨特的健康觀念、醫學理念、治療技術、養生方法所獲得的認同已達到前所未有的程度。不論是在常見病、多發病治療，還是在諸多疑難病甚至新發疾病的應對方面，中醫藥學的獨特作用不僅得到了直接受益者的青睞，更得到學術界以至更大范圍的認同，其國際影響也正從民間到學界再到官方日益擴大。然而，對于作為方法的中醫學的獨特認知方式的解讀還遠未深入。對具有鮮明中華文化獨特性的醫學理念、疾病觀念、概念系統與直接具體的臨床療效之間關系的解析，仍在相當程度上停留于、滿足于以傳統中醫自身的言說方式反復陳說而不能深入分析個性與共性之間的復雜關系。對于像青蒿素等具有特定代表性的不同類型的重大成就與系統性的中醫藥學的深層關聯的探索仍然強調的是實踐層面的意義。系統生物學等一系列前沿科學方法的引進、借鑒對于探求中醫藥學的“作用機理”之類的問題還只是開啟了令人有幾分樂觀的研究進路，在臨床成功經驗與作用機制之間及其巨大的灰色地帶的開墾有待長期執著的不懈努力。

1中醫獨特的認知方式潛藏著有待深入解析的奧秘

曾經，在中國的土地上，把中西醫學的差異說成是兩種醫學理論體系的差異是一種有一定普遍性的表述。但是，這種差異究竟意味著什么，學界似乎并沒有一條共同的思想基線。在長期存在并持續至今的關于中醫藥研究、評價中的種種論爭，都與這一問題密切相關。當我們說中西醫是兩種不同的醫學理論體系究竟意味著什么？兩種體系的地位可以對等嗎？二者之間的溝通、對話是可能的嗎？其實，早有學者指出，中國文化和希臘文化各有自己的概念體系，各有自己的學術框架，據此都可以對自然、宇宙和人體進行系統的研究。中國的主要方法，當然也不是唯一的方法，是尋求事物之間的共性，尋找同類關系，尋找感應關系[1]。也有人說，中國思想的出發點是“事”?！笆隆辈皇菍嶓w，而是實體之間的動態關系。在思想主旨上，西方哲學是關于必然性的思想，而中國哲學是關于可能性的思想[2]。這種特征在中醫藥學的理論實踐中得到了深刻體現。中醫藥學在實踐中已經不容置疑地成功彰顯著中醫學理論的強大生命力，也集中體現著中國思想的獨特傳統價值。

中醫學當然有自己的鮮明文化特色，有獨特的生命觀、健康觀、疾病觀。這些觀念的現實價值，在中醫臨床實踐的世界之中才能真正體現。傳統中醫診療所達至的境界，有時看似簡單，卻并非僅僅靠一般經驗的重復、累積、再現就能透徹說明，中醫獨特的認知方式潛藏著有待深入解析的奧秘。中醫的眼光看到了什么？有限的表觀信息何以能傳達出科學手段并未關注到的“世界”？事實上，真正對于中醫的有深度的理解只能基于對中醫藥臨床成就的深刻認識。因為，基于中醫千百年實踐的系統化經驗的理論說明具有相當的有效性，并且具有獨特的不可替代性。例如，中醫臨床中既有相對穩定、效不更方的典型證候，更有“但見一證便是”與隨證加減。而這里的隨證加減并不是簡單地對癥用藥，因為每一個看似單純的癥狀實際上都是在一個解釋系統中被準確定位的，它基于另外一種癥狀鑒別診斷系統。中醫藥學理論與實踐的關系固然復雜，但其獨特認知方式的現實解釋功能不容忽視。在這里，認識世界和改造世界有高度的統一性。一個簡單的例證就是，面對同一個風濕病病人或高血壓病人，一位西醫專家和中醫專家關注病人的角度會有相當大的差異，并會導向不同的治療策略。

在迫不及待地不斷追求新技術的取向和刻意捍衛正宗的復古傾向之外，作為方法的中醫學有待于在新觀念指引下進行深入開掘和重新闡發，這可以而且應當成為中醫藥學超出臨床實踐意義的重要科學貢獻。在當今的醫學語境下，聚焦中醫臨床實踐，對中醫對疾病的認知方式做更深入的開掘性解讀不僅有助于實際問題的解決，還可以為當今醫學發展帶來更深刻的啟示并做出科學性的貢獻。

2超越傳統的本質論疾病觀與線性還原的因果論

2.1“刷新”我們的疾病觀

簡單地說，我們可以把疾病看成對健康的偏離。或者進一步說，疾病是機體在一定的條件下，受病因損害作用后，因自穩調節紊亂而發生的異常生命活動過程，引發一系列代謝、功能、結構的變化，表現為癥狀、體征和行為的異常。傳統的疾病觀，總是試圖確定疾病的某種本質，對導致疾病的原因進行無窮追問。具有很大相對性的疾病分類在某些人眼中似乎成了必須遵循的鐵律。時下學者比較中西醫學時，也每每以所謂“證”狀態與“病”本質作對比，其實也是受到這種束縛的表現。關于疾病的分類與本質的本體論的強制性導致了現代醫學研究在應對生命科學的復雜性與醫學的不確定性的單一向度。走進中醫的世界，眼前展現的是迥然有別的醫學天地。用完全不同的概念、術語表達的其實是疾病世界的不同維度。但要把這套系統言說直接“翻譯”成現代醫學術語在當下階段幾乎不可能。而有時超出預期、時常被視為神奇的中醫臨床療效，在其自身的境界里其實順理成章。這樣的境界值得我們以謙抑的態度審慎對待，虛心學習。

在此，我們不妨回憶一下沈自尹院士早在二十多年前的見解。他曾說道，過去一直認為感染性炎癥是細菌或病毒等外邪所引起，只要消除細菌或病毒，炎癥自然會消退。但研究表明，清熱解毒藥不單純在于抗菌、抗病毒，而是對復雜的細胞因子網絡進行精密協調，由此抑制炎癥介質的合成和釋放，從而改善了炎癥與組織損害。因此，需要轉變對清熱解毒藥作用環節的認識，不能僅認為清熱解毒藥是祛邪以安正，清熱解毒藥殺菌滅毒之力實際不如其調節細胞因子、炎癥介質之功效，其中實含有扶正(扶正不一定是指補法與滋補藥，免疫調節就必須通過人體的正氣)以祛邪之深意。也就是說，清熱解毒中藥在嚴重感染的狀態下，不僅能“祛邪”，還能“扶正”。這些研究成果提出了對待外來因素所致疾患還須注意從保護與提高非特異的免疫功能著眼。特異性的殺菌作用固然是好，但還有非特異的免疫功能，那卻是人體生來就有而且是最基本的防御殺敵能力[3]。這樣，“感染”、“抗感染”的內涵就都有了新變化。對疾病原因的尋求也超越了簡單的線性關系的思路。

沈院士[4]還指出，針刺也能提高機體非特異性的抗病能力，同樣說明對待感染性疾病不能全賴高度特異性的抗菌藥物。這對西醫來說將是概念上的轉變，這是中醫藥研究不容低估的貢獻。

2.2所謂“關系本體”有其科學內涵

證是什么？迄今為止，對這一中醫學最具典型性的概念的共識度還有很高的相對性甚至表面性，相關認識差異的存在并不只取決于所謂表征指標的客觀性問題。一般說來，證作為同時并存的一組癥狀的組合有其空間維度；其形成的過程及影響因素又有時間維度的考量，證候狀態雖有一定的穩定性也有相當的恒動性；其每一構成要素都處于復雜網絡的某個節點，時時會出現主次關系的變化。線性因果關系可以無窮無盡地追問，相關聯動的結構關系斷面剖析也有重要的認識論價值。在這種意義上說，不同于實體本體的所謂“關系本體”就不僅是一個哲學概念，而具有其科學內涵。

關于急腹癥的中西醫結合研究等也同樣曾經開啟了抗感染的新境界，但其意義也還沒有得到徹底、充分的解讀。通里攻下、急下存陰等治法機理的研究，同樣改變了人們對疾病的理解。某些證本質的探索，還有其他諸多治法的研究也曾觸及到過去幾乎不被人知的看似不相干的疾病之間的共同“本質”，其足以帶來某種顛覆性觀念轉變的意義也沒有得到足夠的闡釋。其實，復雜性研究之不重因果而重相關的取向有其深刻內涵。表面看來比較直觀的癥狀組合所代表的內在關聯要求更具系統性的解讀方法。

近年來，學界普遍認為系統生物學將可能解讀中醫藥復雜理論體系的科學內涵，系統生物學使西醫從整體的方面去認識人體及疾病成為可能，認為系統生物學是中西醫結合的橋梁[5]。最近，王喜軍教授團隊的一項關于中藥六味地黃丸的研究表明，六味地黃丸通過調控苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸、硫酸高香草酸、溶血性磷脂酰膽堿等30個血液代謝標記物及12個相關的靶標代謝通路，顯著影響大鼠生長發育過程中血液代謝輪廓，并圈定了硫酸高香草酸、苯丙氨酸、甘氨膽酸等8個代謝標記物為六味地黃丸影響大鼠生長發育的核心代謝標記物。證明了六味地黃丸能夠顯著調控大鼠生長發育過程中的血液代謝網絡，從而影響大鼠的生長發育[6]。這類研究的方法論意義值得持久深入地探究下去，世界可以因你看它的方式而不同。

2.3尋求“以變而在”的方法論

在另一個方向上，與清熱解毒研究可以成為對照的對虛證本質和補益藥的研究發現虛證普遍具有細胞免疫功能低下的情況，盡管虛證的表現各不相同。而很多種補益藥，無論健脾、補腎、滋陰、溫陽，只要用藥對證(指補益藥針對虛證狀態)，都可增強細胞免疫，表現為上向調節，這幾乎已成為補虛藥的共性。這對中、西醫兩方面都具有意味深長的啟迪[7]。異病同治、同病異治，辨病辨證相結合等實際具有極為豐富的科學內涵。

哲學家趙汀陽有一段重要論述：“中國的連續性從無斷裂，其關鍵之存在論理由是，中國是一個以‘變在’(becoming)為方法論的文明，而不是一個固守其‘存在’(being)本質的文明?？臻g性的中國之所以能夠長存而不被外力所解構，實得益于時間性的中國方法論，即自古以變而在的生長方式，所以萬變反而不離其宗。中國存在之本在于其變在之方法論，或可稱為作為方法論之中國?！惫P者之所以不避文抄公之嫌，大段引用我們并不熟悉的這些表述，實際只是想借用“以變而在”這一頗為精到的概括，雖然不能簡單地以此概括中醫學的方法特征，但中醫學變動不居的“恒動觀”確實與之有異曲同工之感。趙汀陽先生還講到，人們已經知道了各種事物(問題)之間的相關性甚至比事物本身還重要，于是進一步的問題就是，以什么樣的路徑進入由事物(問題)之間的相關性所構成的思想空間才最能夠理解這個思想空間。中國頑強之長存能力就在于以變而在的方法論，這意味著，中國精神世界的元規則是作為方法的中國，而不是作為教義的中國[2]。這同樣提醒我們要極端重視作為方法的中醫學的科學價值。正是中醫學的認識方式給我們呈現了不同的認識取向，足以刺激我們嘗試尋求另外一種完全不同的疾病認識、分類方式。中醫學整體恒動的疾病觀、變與不變動態統一的辨證方法正是近于以變而在的方法論的體現，實際上昭示著一個不同凡響的別樣世界。

3追問的邏輯與邏輯的追問

3.1中西醫之差異是中西文化差異的鏡子

中西文化是如此之不同，以至于雙方都愿意承認這幾乎就是兩個世界。二者之間差異的突出表現常被定位在思維方式不同。所幸，對兩種文化之間對話的必要性或可能性的共識越來越高。不過，正如有識者指出的，按照西方哲學結構去重新安排和解釋中國哲學的問題損害了中國哲學的思想意義和力度，就好像要按照書架的結構去重組椅子一樣會破壞本來的性能。尤其是，中國關心的語言局限性是，特定的語義永遠網不住無常的事物，因此永遠不能拘泥，只有靈活的心和親身的體會才能跟上自然的節奏[8]。如前所述，對健康疾病之變動不居的認識方法自有其長處。

3.2中醫的“概念”是更大的思考單元

有必要強調一點，形式邏輯并不發達的中國思維方式有別于西方的概念思維。中醫的“概念”是更大的思考單元。中醫的“概念化”方式與中國思想文化的特點有內在的相關性，中醫學顯在的理論系統并未實現嚴格的內部自洽。例如，腎、陽、腎陽、腎陽虛這些概念之間的關系就不是層級嚴格的線性關系。但我們可以著力于對傳統言說方式表達的相關性經驗間的潛在關聯的內在邏輯做深入解讀，而這終將導致系統化成功經驗下潛在規律的逐步發現。概念體系其實很像人際等級體系，一些概念有特別重要的地位，如果一個重要概念被翻譯為沒有分量的概念，它本來所意味著的思想問題也就好像變得微不足道。不過，面對這樣的傳統體系我們的邏輯追問只能適可而止。我們不應當也不可能強求以一種一統天下歸于氣般的一以貫之的解題方式來研究中醫藥學，不管是理論還是實踐經驗。積極利用現代科學技術的研究、充分尊重傳統觀念與實踐經驗的傳承創新和在以上兩者之間不斷往復的深度對話與詮釋性解析，才是通向未來的光明之路。

3.3走向創新通用概念

時下許多論者談論中醫問題每每把哲學觀念當成具體知識，急于以之說明個別問題，而其實際陳述更多體現為理念卻缺乏明晰性與可操作性。捍衛中醫的言說者眾，隔靴搔癢亦復不少，而維系中醫內在生命的臨床行動者們每每語焉不詳甚至失語。以自視超邁的理念能高視卻難以闊步，要走出行動者失語的悖論需要走出浮泛的哲學辯護。我們需要基于中醫的認識與實踐尋求創造新型的通用概念。

趙汀陽[8]也曾說道，東方的智慧似乎包含著另一種可能解決問題的想象力。中國哲學的獨特視野還發現了一些在西方哲學里沒有被重視卻非常重要的問題。假如一旦能夠使某些(數量不用很多)中國概念成為世界通用的概念體系的一部分，即成為人類在思考任何事情所使用的普遍(universalandgeneral)概念，或者說，使中國語言中的某些關鍵詞成為普遍通用的關鍵詞，那么這將意味著中國思想能夠成為通用的思想工具和根據的一部分。從客觀的角度看，中國概念進入人類通用概念體系將擴大人類思維的能力。在如何對待中醫學的問題上，我們有理由做這樣的期待。而這，正可以成為中國文化的創造性轉化和創新性發展的代表。

3.4讓“科學”向“傳統”致敬，讓“傳統”向“科學”致謝

中藥有效性是中醫藥治療優勢的直接體現，而有效性的科學闡釋是連接中醫學與現代醫學科學的關鍵渠道，中藥有效性評價也是發現藥效物質基礎的前提[9]。用一種新的生物學語言，科學地表達中藥的有效性，讓現代生命科學領域認識和接受中醫理論及臨床實踐的科學價值是當代中醫藥研究的重要使命。中醫方證代謝組學(Chinmedomics)是近年來興起的一種研究中藥方劑有效性及其藥效物質基礎的整合策略，是中醫藥現代化研究方法學意義上的創新。它基于中藥復方給藥形式的特殊性及方證對應療效的專屬性特點，以代謝組學技術建立方劑有效性評價體系，揭示證候生物學本質；以證候生物標記物發現為切入點，以方劑為研究對象，為中藥有效性評價提供了有效途徑，通過揭示臨床常見中醫證候的生物標記物及其相關方劑的有效性，推動了證候的精準診斷及臨床治療經驗的挖掘，為提升中醫理論及臨床實踐的科學價值的認識提供了全新的科學解釋。這種方法學上的創新開辟了中醫藥研究的新境界，得到了學界廣泛認同，發揮了重要的示范引領作用。

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關鍵詞：生物信息學 實踐能力 課程體系 培養模式

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）07（a）-0047-02

1 生物信息學概述

伴隨現代高通量分子生物學技術的快速發展，生物信息學在生物醫藥領域的應用日益深入[1]。作為數學理論、計算機技術和生物醫藥研究的整合學科，生物信息學在生物進化、生理功能、疾病治療、藥物開發、農林產業等眾多領域均具有重要的應用價值，是研究生命科學、醫藥科學內在定量規律的重大交叉前沿學科。鑒于生物信息學的重要研究價值和廣闊的產業化前景，發展生物信息學專業教育，有計劃的建設生物信息學專業課程體系，開展面向實踐能力的生物信息學人才培養對促進現代生物醫學發展有重要的意義[2]。

2 生物信息學教育發展現狀

生物信息學發展起步于20世紀末，在短短的十幾年中，生物信息學已經發展成為了橫跨多個研究領域的朝陽專業，國內眾多高等學府、科研院所相繼開設了生物信息本科和研究生專業[3]。但是，在實際的教學和研究過程中，絕大數單位依托于單一的數學、計算機或生物學專業開展，人才培養模式尚處于探索階段，在培養過程存在生物信學理論基礎薄弱、課程體系不健全、課程內容不完善、專業教材匱乏、專業師資隊伍缺乏等問題。

哈爾濱醫科大學生物信息科學與技術學院是全國領先創辦生物信息學專業的單位之一，多年來致力于生物信息學的科學研究和本、碩、博各類人才培養，堅持以學生為本，以培養高素質生物信息學專門人才為目標，深化教學改革，以滿足日益發展的生物信息學高端人才需要[4]。為解決生物信息學的教育教學問題，培養高水平的現代生物信息學人才，我們提出立足國內高等生命科學與醫學教育，建立面向實踐能力培養的生物信息學專業課程體系，以實現高質量培養具有理工科創新思維能力的生物醫學人才，為我國生命科學―醫藥學科教育教學、科學研究和產業化輸送大批專門人才。

3 生物信息課程體系建設

3.1 課程建設目標和指導方針

結合生物信息學才培養目標，經過數十名骨干教師十余年生物信息學教學實踐及人才培養成果經驗反饋，我們適時調整本科生課程及教學內容，逐步建立起面向實踐能力培養的生物信息學專業課程體系。奠定了本科生的人文素養與科學素養并重，公共基礎理論及專業理論相輔相乘，重視學生理工生物醫學全方面素質提高，重點突出學生實踐能力的人才培養方針，并在實踐中培養了大批具有創新思維能力的優秀高端生物信息學專業人才。

3.2 生物信息學課程體系建設方案

考慮到生物信息學多學科交叉特點和國家大學生培養要求，及學生未來就業深造所必需的基礎和專業能力，我們在國內率先開創了生物信息學專業人才培養課程體系，并在醫學院校獨立開展近40余門數理基礎課程和生物信息學專業課程。主要的課程建設情況如下：

（1）公共基礎課程（國家限修課）：政治理論課程、公共外語、體育。

（2）生物醫學基礎課程：解剖生理學、發育生物學、生物化學、細胞生物學、分子生物學、生物技術實驗、分子藥理學等。

（3）計算機基礎課程：計算機基礎、高級語言程序設計（C++&JAVA）、數據結構、Perl語言程序設計、數據庫系統原理、Linux操作系統與程序設計等（上述課程均含上機實踐）。

（4）數學基礎課程：數學分析、高等代數、概率論與數理統計、數理邏輯、組合數學與圖論、微分動力學方程、運籌學等（上述課程均含上機實踐）。

（5）專業基礎課程：信息論基礎、生物統計學、生物醫學圖像處理、模式識別、優化算法、隨機過程、生物信息學概論、生物信息數據挖掘、生物信息軟件設計與開發、分子生物軟件工程、生物信息學數據可視化、專業外語等（上述課程均含實驗）。

（6）專業課程：生物芯片技術、結構生物學、分子進化、分子生物網絡、基因組信息學、蛋白質組信息學、藥物基因組信息學、統計遺傳學、計算表觀遺傳學、計算機輔助藥物設計等（上述課程均含實驗）。

（7）綜合實踐課程：課題標書設計、科研論文寫作、生物信息學進展等。

我們在實踐基礎上開創的面向實踐能力培養的生物信息學專業課程體系不同于其他院校，具有明顯的跨專業交叉性教學計劃特色。該課程體系著眼于基礎理論與實踐應用相結合、素質培養與專業培養相結合、扎實穩妥與創新思維相結合。注重學生在醫學、生物學、數學、計算機科學方面的基礎性教育，同時，強調了創新型人才培養、高精尖人才培養、特色化人才培養。厚基礎、寬口徑，使學生在本科階段不但打好將來從事生物信息學、系統生物學、生物醫藥等相關領域創新性研究工作基礎，更重要的是該專業課程體系與實踐密切聯系，切合相關研究開發與產業實際，能夠培養學生從事原始創新研究與產業開發的能力。

4 生物信息學本科生培養模式建設

4.1 五年制分段培養與多學科教育體系

目前，我們根據生物信息學交叉學科人才培養特點，考慮到基礎課程多，實踐能力要求高等因素，采取“2+2+1”的五年制本科人才培養模式，包括兩年理論基礎課程、兩年專業課程與一年實踐應用課程培養（含科研訓練+畢業設計）。此模式在學生就業和用人單位反饋中證實具有顯著的人才培養效果。

課程體系建設依托于生物醫學綜合優勢及深厚的數學、計算機科學功底，通過理論教學與實踐訓練中的知識技能交叉、滲透，培養適應21世紀生命學科與轉化醫學領域急需的生物信息學復合型人才。在此基礎上，從學科的交叉性出發，進一步加強不同類別課程之間的有機融合，加大相關領域知識的整合力度，建立更為緊密、完善，符合生物信息學學科特點的課程體系，將進一步推動學科的發展和系統性教育理論體系的建立。

4.2 面向實踐能力培養的本科生教育模式

在本科學生的培養過程中，我們特別重視學生實踐能力的培養，通過教研一體化、學業導師制、報告研討制等先進的教學方法，引導學生早期接觸生物信息學應用領域和科學研究，在鞏固學習知識的同時，加強對學科的認識和對未來的把握。

“教研一體化”的實踐教學模式：面向實踐能力培養的課程體系建設，要求教學模式上的改革，使得人才培養模式由注重多數學生基礎理論知識培養的大眾教育，向注重少數高精尖創新能力培養的精英式教育轉變。充分利用骨干教師在生物信息學領域的研究經驗，將科學研究成果快速轉化成優秀的教學素材，培養學生動手、實踐、創新能力，注重培養學生實際產業化的認知水平和實踐能力。

本科生學業導師制：本科生進入專業課教學階段，實行學業導師制。采取學生與一線骨干教師雙向選擇方式，使每名學生擁有自己的學業指導教師。導師為學生提供思想教育和專業輔導，并通過指導大學生數學建模競賽、創新創業科研訓練、早期科學研究等方法促進學生的學習盡頭和對專業的深入認識。

專題報告與研討制度：本科生畢業設計階段，強調學生的“主體”學習地位，使學生選擇感興趣的學科方向，在導師指導下進行科研訓練與實踐。要求學生自主利用網絡等各方面資源，獲取學科前沿信息，并以專題報告形式展示學習成果，通過提問、研討、總結，提升自身專業素養及專業技能，獨立完成達到核心期刊發表水平的生物信息這科研課題。

5 生物信息學課程體系建設的意義

在全體師生的努力下，經過多年的實踐探索，我們對生物信息學課程體系從基礎到實踐的不同階段進行分段式、推進式的改革與建設。在政策措施、人員配備、經費匹配等各方面給予鼎力支持。優先保證面向實踐能力培養的生物信息學課程體系快速、有效的建設，已經形成國內頂尖的生物信息學本科教育理論和實踐團隊，并為國家輸送著大批高水平生物信息學人才。

面向實踐能力培養的生物信息學課程體系建設，一方面能夠完善生物醫學本科生、研究生的知識結構，提高運用理工科思維和技能解決復雜生命科學問題的綜合科研能力，更為有效的實現生命科學攻關和創新研究理論形成；另一方面，生物醫藥是我國科技研發的薄弱環節，在課程體系建設基礎上，培養適用于現代高通量分子生物學技術的創新型生物信息學人才，將為我國的醫藥物研發提供強有力的推動作用，并有利于創新臨床診斷技術開發和個性化醫療的實現，促進科技轉化，產生潛在的、不可估量的經濟價值。

6 致謝

本文研究內容是在黑龍江省高等教育教學改革專項項目，黑龍江省高教學會重點課題創新型生物醫學信息學人才培養模式研究，黑龍省創新創業人才培養項目面向生物信息產業開發的創新型專業人才培養模式研究與實踐，哈爾濱醫科大學醫學教育研究課題面向實踐能力培養的生物信息學專業課程整合設計研究資助下完成的，課程體系的建設得到哈爾濱醫科大學學校領導的支持，并得到兄弟院校相關領域專家、學者的幫助，在此一并感謝。

參考文獻

[1] Ned Wingreen and David Botstein. Back to the Future：Education for Systems-level Biologists[J].Nature Review Molecular Cell Biology，2006，7（11）：829-832.

[2] 徐良德，馬曄，孫紅梅，等.八年制醫學教育中開展《生物信息學》教學的實踐探討[J].素質教育，2011，11：33-34.

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論文摘要：研討式教學模式將研究與討論貫穿于教學的全過程，有助于調動學生的積極性、加深對知識的理解、增進學習效果。通過確立授課目標、精心設計和組織授課內容、在實踐中不斷總結經驗，在“生物信息學”的授課過程中對研討式教學模式進行了探索和實踐。

論文關鍵詞：生物信息學；課堂研討；案例分析

21世紀是生命科學的世紀，生物技術飛速發展，生物學數據大量積累。而生物信息學正是在這種大背景下蓬勃興起的交叉型學科，旨在用信息學方法解決生物學問題。為了培養復合型人才，大力發展交叉學科，國防科技大學（以下簡稱“我?！保┙陙砻嫦蛉＠砉た蒲芯可_設了“生物信息學”選修課程。

“生物信息學”作為新興的交叉學科，具有融合性、發展性和開放性的特點。融合性是指生物信息學涉及的生物、計算機、數學等多個學科的交叉與融合。從20世紀90年代到現在，該學科發展非常迅速，研究熱點發生了數次改變。開放性是指該學科存在大量有待探索和研究的新問題。這些特點一方面為課堂教學提供了大量的主題和素材，一方面也對授課方式提出了較高的要求。經過認真分析，選定研討式教學作為該課程的主要授課方式。研討式教學即研究討論式教學，是將研究與討論貫穿于教學的全過程。在教師的具體指導下，充分發揮學生的主體作用，通過自我學習、自我教育、自我提高來獲取知識和強化能力培養。通過確立教學目標，精心設計和組織教學內容，在實踐中貫徹研討式教學理念和方法，在生物信息學課程中對研討式教學模式進行了理論探索和實踐創新。

一、教學目標的確立

合理的課程目標與定位是決定課程建設成敗和教學效果的基礎，其主要依據是人才培養需求和授課對象的實際情況。首先，教學對象是研究生，已具備一定的自主學習和創新思維的能力。教師不僅要傳授知識，而且要講解基本的研究方法，讓學生具備獨立思考問題、分析問題和解決問題的能力。其次，作為軍校學生，以后從事的工作可能涉及很多學科方向，展現如何針對一門新的學科方向進行研究的整體思路顯得很有意義。最后，考慮到學生不同的知識背景，對于各部分內容的理解程度不同，必須兼顧不同的專業方向，讓每個學生都能有所收獲。因此，確立教學目標為：介紹生物信息學的基本概念和方法，通過案例分析展現科學研究的基本方法和實踐過程。

二、教學內容的設計和組織

1.教學內容的總體設計

確定了教學目標之后，需要對課程的教學內容進行總體設計。參考國內外多所高校的相關課程設置，如北京大學的“生物信息學導論”、中科大的“生物信息學”、中科院的“生物信息學與系統生物學”和MIT的“Bioinformatics and Proteomics”等，發現這些課程主要是針對生物專業的學生開設，側重于方法學介紹。而我校學生大部分是工科背景，對于統計和機器學習方法有一定基礎，重點是了解相關的生物學問題，并應用已有的工科知識去分析和解決這些問題。同時，隨著生物信息學的快速發展，研究領域不斷擴大，有必要展現該學科的最新進展。

因此，課程內容總體設計上以生物學問題為主線，結合最新的研究成果，對各種計算方法的應用過程進行深入和細致的講解。在介紹生物信息學的研究現狀和生物學基礎知識之后，分多個專題詳述生物信息學最新的研究進展，各專題在內容上相互銜接，由淺入深，以便學生理解和接受。以問題為導向的課程設計對于啟發學生思考，積極參與課堂研討具有重要作用。

進一步，為了突出部分重點專題及其分析方法，采用案例分析課的形式，針對一些重要問題進行深入探討。鼓勵學生應用所學知識，結合自身的專業背景，通過積極地思考和討論提出相應的解決方案。案例選擇為教師有一定研究基礎的開放性問題，一方面介紹已有的研究成果，一方面結合教師的研究體會，通過積極討論拓展新的研究思路。案例分析課有助于學生更多地參與課堂研討，對于知識的綜合應用和科學研究過程產生切身體會。

2.教學內容的組織

研討式教學的關鍵是調動學生的積極性，鼓勵學生踴躍地參與課堂討論，提出自己的觀點。通過集中備課，學習和吸取老教師的成功經驗，總結調動學生積極性的基本要素，對授課內容進行了認真的組織和編排。

（1）重點突出，詳略得當。由于生物信息學涵蓋內容非常豐富，有必要對課程內容進行取舍，在保證知識面的基礎上，突出授課的重點。減少或刪除重要性較低的部分，采用圖片和動畫等形式對重要的知識點加以強調，以深化學生的理解。只有學生對重點內容理解透徹，才能激發出濃厚的學習興趣，積極參與課堂研討，碰撞出智慧的火花。

（2）新穎有趣，實例豐富。在課程內容上應充分體現知識性和趣味性，以豐富的實例展現生物信息學中基本的概念和方法。學生往往關注與日常生活休戚相關的內容，期望能用所學知識解釋常見現象，因此實例選擇應貼近生活體驗。課件中準備了大量的實例，例如，在講完構建進化樹之后，舉例說明為什么人類的祖先是從非洲走出來的；在生物代謝一章，通過賣火柴的小女孩的故事闡釋生物代謝過程的高效性；在蛋白質結構部分，討論為什么濕著頭發睡覺，頭發容易變翹。通過實例分析，增加學生對于所學知識的理解和參與課堂研討的積極性。

（3）設置思考題，留出想象空間。針對重要的知識點，預先設置思考題，以啟發和擴展學生思路。生物信息學作為一門新興學科，存在大量沒有確定結論的開放性問題，有待深入探究。例如“人類與小鼠的基因組差別很小，為什么形態上有那么大的差別”，“生物系統模擬中，是否越復雜的模型越好”。針對這些問題適時地開展課堂研討，有助于激發學生的學習興趣，開闊其視野。

三、研討式教學的開展

在授課過程中，教師應努力營造活躍的課堂氣氛，密切觀察學生的動向，及時溝通存在的問題，選擇合適的時機開展課堂研討。不斷地積累經驗，使課堂討論達到更好的效果。在開展課堂研討時，尤其應注意以下幾點：

1.因材施教

在“生物信息學”課程中，學生的專業背景不盡相同，少部分學生來自生物專業，其他大部分是工科背景，如自動化、計算機仿真和認知科學等。因此，在主題的選擇和研討環節的設計上，應充分考慮到學生的需求和背景知識，發掘大家共同的興趣點。實踐證明，不同的學科背景可以有效地促進交流，提供對于同一問題的不同視角。例如，生物專業的學生可以解釋有關生物技術的問題，而仿真專業的學生對于系統的建模方法有深入的理解。有效的課堂討論，能夠促進各種思路的融合，碰撞出靈感的火花。

2.及時溝通

研討式教學需要教師對授課整體情況有較好的把握。例如，有一章的內容是生物學基礎，教師針對這部分內容進行了充分準備，包括大量的圖片和動畫，并穿插了很多科學家的故事。但授課效果不盡理想，到了預設問題的環節，只有一兩個學生參與討論，大部分學生都一臉茫然。通過及時溝通，發現了兩個問題。一是背景知識不夠，學生對于預設問題了解不多；二是重要性認識不足，學生認為生物學的基礎知識與本課程的學習關系不大?？紤]到學生的疑問，對授課內容進行及時調整，進一步強調所學知識對于生物信息學的意義，并通過具體實例激發學生的學習興趣。在實例的啟發下，學生開展了積極的討論，加深了對于所學知識的認識。開展研討式教學，應以學生為主體，及時地溝通發現課堂中存在的問題，并相應地調整授課內容。即使教師講得天花亂墜，如果學生知其然，不知其所以然，也不可能達到好的授課效果。

3.審時度勢

課堂研討開展的時機很重要。例如，當講到生物信息學概況時，學生反應不是很強烈。而當教師結合自身經驗談研究體會時，學生很有興趣，表情變得活躍，適合開展課堂討論。此時，可以組織學生交流學習目的、預期和存在的疑問，以便教師進行有針對性地授課。研討式教學一方面強調學生的主體地位，一方面要求教師發揮主導作用，密切注意學生動向，發現學生的興趣點，引導討論的逐步展開和深入。

4.自主提問

如果教師能夠營造出一種輕松愉悅的課堂氛圍，學生往往能夠主動發問，提出不同觀點，而不拘泥于預先設置的問題。實踐證明，通過學生自主提問展開的課堂研討，往往效果更好。在前期鋪墊時，啟發學生自主思考并積極討論，分析該領域可能存在的問題和發展方向。當講到后續內容時，學生有了一定的心理預期，很想了解該領域的研究現狀和發展趨勢，以驗證與預期是否一致。同時，自主提問對于生物信息學研究有很好的推動作用，學生經常能夠獨辟蹊徑，提出全新的思路，拓展研究內容的廣度和深度。

5.課堂報告

在授課過程中，鼓勵學生結合所學知識選擇感興趣的專題，閱讀相關文獻并進行課堂報告。由于學生的選題更接近彼此的思維方式，能夠反映一些共性的問題，對于擴展思路很有幫助。在報告過程中，教師可適時點評，穿插課堂討論，以深化學生對問題的理解。課堂報告可以全面地鍛煉學生的表達能力、寫作能力和創新思維能力，提高學生的綜合素質。