中醫(yī)藥生物信息技術(shù)的運用思索

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本文作者：劉斐、虞堅爾 單位：上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬市中醫(yī)醫(yī)院、上海市中醫(yī)醫(yī)院

中醫(yī)講究望聞問切，辨證論治。舌診，中醫(yī)望診的重要客觀指標(biāo)。舌為心之苗，脾之外候，苔由胃氣所生。臟腑通過經(jīng)脈與舌相聯(lián)系，手少陰之別系舌本，足少陰之脈挾舌本，足厥陰之脈絡(luò)舌本，足太陰之脈連舌本，散舌下，因此，通過診察舌質(zhì)和舌苔的形態(tài)、色澤、潤燥等，可以判斷疾病的性質(zhì)、病勢的淺深、氣血的盛衰、津液的盈虧及臟腑的虛實等。但因其受光線、食物、藥物、醫(yī)生經(jīng)驗等很多因素的影響，使臨床醫(yī)生對其特點很難把握。那么生物信息學(xué)的第一個體現(xiàn)就是舌診儀的誕生，舌診儀采用光電轉(zhuǎn)換原理和計算機(jī)技術(shù)，將舌質(zhì)或舌苔顏色的判斷用三組數(shù)碼顯示出來，它不僅為名老中醫(yī)觀察舌象的變化提供了手段，而且給中、青年醫(yī)生舌診提供了可取的寶貴經(jīng)驗。在此基礎(chǔ)上，王愛民等[2]基于學(xué)習(xí)矢量量化（LVQ）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器，實現(xiàn)了舌象分析中的舌色、苔色自動分類。在分類器的設(shè)計中，提出了基于“2σ”準(zhǔn)則的訓(xùn)練樣本篩選方法，并采用Fisher比率作為色度空間選擇的依據(jù)，有效提高了分類正確率。沈蘭蓀等[3]提出了舌圖像的彩色校正、舌體區(qū)域分割、舌質(zhì)與舌苔特征分析、舌象裂紋分析等一系列實用的算法。胡申寧等[4]利用主成分分析（PCA）的全局性，在HSV顏色空間中對舌象進(jìn)行特征提取、降維，并通過AdaBoost把一系列弱分類器提升為強(qiáng)分類器，對舌象顏色進(jìn)行了深入的分類研究。脈診，中醫(yī)診斷的另一個重要指標(biāo)。血液在脈管中循行，心主血脈，肺朝百脈，脾胃為氣血生化之源，脾主統(tǒng)血，血液的循行有賴于脾氣的統(tǒng)攝；肝藏血，主疏泄，有調(diào)節(jié)血量的作用；腎藏精，精血互生；六腑傳化飲食和水液，構(gòu)成血液形成的基礎(chǔ)物質(zhì)；由此可見，五臟六腑無不參與脈象的形成，脈象的變化不僅可以反映五臟功能活動，也可反映六腑的變化。晉•王叔和《脈經(jīng)》將脈象總結(jié)為二十四種；元•滑壽《診家樞要》發(fā)展為三十種脈象；明•李時珍《瀕湖脈學(xué)》定為二十七脈；明•李士材《診家正眼》再增入疾脈，至今已有二十八種脈象，其中的變化不言而喻。沙洪等[5]根據(jù)中醫(yī)脈象的多信息特征，在超聲圖像動態(tài)分析和識別技術(shù)的基礎(chǔ)上，將B型超聲與柔性傳感器結(jié)合構(gòu)建了脈診復(fù)合信息檢測系統(tǒng)，對超聲波動態(tài)圖像、壓力脈搏波、光電容積脈搏波和心電圖進(jìn)行信息整合，并通過計算機(jī)信息處理技術(shù)綜合分析，建立了脈象特征分析方法，形成了描述中醫(yī)脈診“位數(shù)形勢”4種屬性的優(yōu)化解決方案。證候?qū)W，辨證論治的中心原則，但疾病是復(fù)雜多樣的，病人暴露出的癥狀有時并不能讓臨床醫(yī)生準(zhǔn)確的把握。王米渠等[6]認(rèn)為根據(jù)差異基因表達(dá)與虛寒證的相關(guān)程度，可以建立虛寒證基因表達(dá)譜的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而探討虛寒證的基因診斷指標(biāo)和療效的分子評價。魏嵋等[7]研究發(fā)現(xiàn)差異表達(dá)蛋白質(zhì)APO-A1、APO-A4具有潛在的作為CHB濕熱中阻證診斷、預(yù)后標(biāo)記物或治療靶點的意義。張洛欣等[8]利用生物信息技術(shù)使腎陽虛證信息融合，使其數(shù)學(xué)模型化，從低層次走向高層次證候姿態(tài)。

中藥有升降沉浮，四氣五味，歸經(jīng)，不同的中藥配伍有不同的作用，道地藥材與非道地藥材的療效亦不同。究竟中藥如何作用于人體，通過什么途徑達(dá)到治療目的，究竟是哪種成分在起作用，以及臨床醫(yī)生如何把握中藥的不同配伍?；谶@種海量的中藥信息，目前國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了一些中藥數(shù)據(jù)庫，學(xué)者可以利用其數(shù)據(jù)庫檢索到每味中藥的主要成分、化學(xué)結(jié)構(gòu)，以及中藥在體內(nèi)的各級代謝物，通過代謝物找到藥物治療的靶點，并且可以通過局域比對，找到靶點蛋白，這就是所謂的藥理網(wǎng)絡(luò)，這樣可以對中藥多環(huán)節(jié)、多靶點的治療特點進(jìn)行準(zhǔn)確的把握。另外，劉淑群等[9]通過建立道地中藥生物信息數(shù)據(jù)庫、開發(fā)生物信息計算方法和分析軟件、探索個體用藥的生物信息學(xué)基礎(chǔ)，使“道地”屬性具有明確的標(biāo)準(zhǔn)性和可控性。通過生物信息技術(shù)，學(xué)者們還可以得到某中藥成分的蛋白表達(dá)或者異構(gòu)體的信息，如宋東杰等[10]利用生物信息學(xué)軟件分析貫葉金絲桃查爾酮合成酶基因編碼蛋白的多種蛋白質(zhì)性質(zhì)，獲取了該基因的相關(guān)因素。沈霞等[11]應(yīng)用SYSBL軟件優(yōu)化得到綠原酸及其異構(gòu)體的三維結(jié)構(gòu)，并采用三維結(jié)構(gòu)疊合分析法研究綠原酸及其異構(gòu)體立體結(jié)構(gòu)差異，為設(shè)計、篩選抗流感病毒的先導(dǎo)化合物奠定結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

中醫(yī)藥文化是中華民族幾千年智慧的結(jié)晶，從中醫(yī)四診到辨證治療，信息量之大之精密，挖掘不是一朝一夕的事情，更不能由于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的沖擊，盲目地去生搬硬套，如有些醫(yī)生簡單的將中醫(yī)藥套用西醫(yī)的模式，一見病毒感染就一味的選用清熱解毒，這種簡單的將中西醫(yī)結(jié)合，不但沒有使中醫(yī)發(fā)展，反而丟棄了原本的中醫(yī)精神，合理的利用現(xiàn)代的生物信息技術(shù)，傳承中醫(yī)文化才是中醫(yī)現(xiàn)代化的必然之路。尤其是名老中醫(yī)的經(jīng)驗，不管從辨證方面還是藥物配伍方面，對于臨床醫(yī)生來說都是很寶貴的財富，如果可以合理地利用生物信息學(xué)技術(shù)，將經(jīng)驗轉(zhuǎn)為信息，將模糊變?yōu)榍逦瑢⒅豢梢鈺D(zhuǎn)為規(guī)律可循，那么傳承創(chuàng)新指日可待。