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1、中医药计算系统生物学与寒热证候研究世界科学技术一中医药现代化★科技论坛摘要:中医学是传统的系统生物医学,只有在系统层面上研究传统中医药,才能更为合理地使之得到继承,阐释与发扬.本文阐述了项目组开展的"中医药计算系统生物学"研究内容,发现基于生物网络及其调控,可以较为有效地理解中医证候宏观与微观特征,方剂多靶点整合调节作用等重要问题,表明中医药计算系统生物学可望成为符合中医特色,又与当今科学前沿协调发展的中医药现代研究方法.关键词:中医药寒热证候计算系统生物学生物信息学生物网络一,中医药特色与当今有关科技趋向中医学以整体观,辨证论治,方剂干预为鲜明特色
2、,以复杂的生命系统为对象,本质上具有系统科学的思想.因此,只有在系统层面上,中医药的特色才能更为合理地得到继承与发扬.如果不能有效地揭示中医药内在的复杂性与系统性,现代意义上的中医药诊疗与评价很可能就失去依据和进一步发展的凭藉.理解生命在系统,整体层次上的规律,并建立有效的"系统"方法,也是当今科技探索最为活跃的热点和前沿之一.随着人类基因组计划乃至"组革命",多学收稿日期:2006—12.12修回日期:2007-01-09科交叉的"系统生物学"应运而生,并被看作"21世纪医学和生物学的核心驱动力".值得注意的是,"组学"本身并非"系统生物学",如果
3、没有系统模型为指向,单纯的"组学"被认为是"大规模的还原分析"….以"计算"为先导的系统生物学,即"计算系统生物学(ComputationalSystemsBiology)",突出了生物信息学等学科"计算"的作用,强调了"计算与实验"的交融,成为切入探索生命系统性,复杂性的重要途径,并迅速成为系统生物学领域的新前沿."系统生物学"以整体性研究为特征,以生物信息学为联系还原与系统的重要方法,并促使医学,生命科学研究朝向可预测,可预防,个体化的医学的目标发展.以上科技进展,对于中医药重新审视自身特色,发展自身特色,既是历史性的重大机遇,又是前所未有的严峻
4、挑★第291次香山科学会议报告.国家科技支撑计划项目子课题(2006BA108B05):中医药计算系统生物学方法及其示范研究,负责人:李梢;教育部高等学校全国优秀博士学位论文作者专项资金(200366):中药分子组合调节血管增生的理化与生物信息研究,负责人:李梢;科技部国家十五攻关项目(2004BA721A47):医学发展的前景与趋势研究,负责人:苏式兵.★★联系人:李梢,医学博士,清华大学生物信息学研究所副教授,清华信息科学与技术国家实验室生物信息学研究部副主任,主要研究方向:中医药生物信息学,中医药计算系统生物学;Tel:010~2797035,
5、E—mail:shadi@mail.tsinghaa.edu.cn.【wr0r2ScienceandTechnology~ModernizationofTraditionalChineseMedicineandMateriaMedica】1052007第九卷第一期★Vo1.9No.1战.二,中医药计算系统生物学:还原与系统结合,宏观与微观并举中医药现代化在方法学上面临的一个关键问题是:如何从还原到系统?融合宏观与微观?对此,我们尝试提出"中医药计算系统生物学"的研究模式与方法,在中医药现代研究策略上由"实体到功能"转向"关系到功能"(即"相互作用一网
6、络一功能"),致力于探索"信息整合一计算建模一产生假设一观测验证"的中医药现代研究模式.I.中医药计算系统生物学的必要性与可能性中医药计算系统生物学旨在探索中医整体观,辨证论治,方剂干预诊疗过程中所蕴藏的系统内涵.在当前中医药研究以及国际医学,生命科学迅速进展的背景下,中医药计算系统生物学的建立与发展不仅必要,而且可能.中医药以复杂的生命系统为对象,生命系统呈现很高的维度,具有复杂性和多样性.针对中医证候及其相关方证,病证等复杂命题,仅有实验的手段是不够的,即使进行"组学"实验,往往也仅观察到相关变量很小的子集,其它绝大部分变量仍然处于隐藏的状态.与
7、此同时,中医药的文献众多,证候,方剂等研究日益深入,数据大量积累,然而数据分布零散,孤立,缺乏数据沟通,利用,融合和规律发现的有效方法.将各个层面,各个环节孤立起来研究,难以返归整体,这也严重限制了对中医药内特色内涵的深入发掘.而中医药计算系统生物学能够有效地发掘中医证候古代,现代研究的各种文献信息和研究数据,并充分利用国际生命科学,医学领域的海量数据,使中医药研究建立在国际生命科学,医学研究成果的基础上,并针对中医药的关键问题发展计算与实验相结合的方法,因此对于促进中医药现代研究的方法学革新具有重要意义.中医药计算系统生物学方法的建立,也适应了建立
8、我国特色的系统生物医学的重大需求.一定意义上,系统生物学用于医学实践和疾病防治在中国有很好的基础.中医药可认
