系统生物学的定义精选(九篇)

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第1篇：系统生物学的定义范文

关键词：高中生物课程；“稳态与环境”模块；知识结构；科学方法

《普通高中生物课程标准（实验）》（以下简称为《标准》）在课程结构上发生了比较大的变化，其中包括设置了“稳态与环境”这个必修模块。对这种新颖的设计，有许多教师不理解，也有一些教师从科学性和合理性方面提出了质疑。本文就此谈一下个人的看法。

一、生物课程内容结构体系的建构

1959年，布鲁纳（Jerome S.Bruner）在《教育过程》中提出了他的结构主义课程的思想，他主张：“不论我们选教什么学科，务必使学生理解该学科的基本结构，学习结构就是学习事物是怎样相互关联的。”自此以后，课程内容要结构化，成为课程专家的普遍追求。

（一）生物课程内容体系改革的必要性

传统的高中生物课程以生命的基本特征来组织内容，这也是传统的普通生物学的学科结构。但是，我们现在必须考虑两个问题。一是现代课程论认为课程体系要反映学科体系，但不等同于学科体系。它除了考虑学科体系，还要考虑学生的认知发展和社会需求。生物学科的内容包括由事实、概念、原理和规律组成的理论体系，及其隐含的学科思想和方法。因此，生物课程的内容既可以根据知识理论体系建构，也可以根据学科思想和方法建构，两者各有其合理性。二是20世纪后半期发生的“生物学革命”，使生物学的“范式”发生了改变。库恩（T.S.Kuhn）在《科学革命的结构》一书中说：“科学革命以后，教科书和它们提出的历史传统必须重写。”例如，已故陈阅增先生主编的《普通生物学》，就打破了传统的普通生物学学科体系，根据当代生命科学从微观到宏观的发展，“按生命的主要结构层次，从低层到高层安排。”[1]

（二）构建生物课程内容结构体系的思路

课程内容结构体系构建的依据，是课程内容之间的逻辑关系和心理学方面的关系。逻辑关系指学科知识之间内在的联系，心理学方面的关系指按照编者所理解的学生认识发展，把课程内容加以组织的关系。对科学课程而言，一般的倾向是在高年级采取逻辑结构的体系，在低年级以心理学结构的体系为主。我国的课程向来关注知识体系，构建高中生物课程的思路，按我国的国情只能取前者。

按逻辑关系构建课程体系，又可以有不同的方法。例如，1.可以按形式逻辑的方法，将若干科学事实或概念作为逻辑起点，通过演绎推理构建一个公理化的体系。这种方法在物理、化学中用得较多，对生物课程，《标准》首次将概念列入了课程目标，《标准》中“遗传与进化”模块的内容，也主要以类似的方法构建；但由于生命系统的复杂性和生命现象的不确定性，以形式逻辑构建知识体系只能适用于生物科学的少数领域。2.进化论无疑是生命科学中最大的一个统一理论，研究生物进化的机制不仅要追溯漫长的生命历史，覆盖各种生物进化现象，并与生命起源承接，还要能对现今全部的生命现象给出说明。我国在20世纪50年代，曾在普通高中开设“达尔文主义基础”课程，希望以进化论为框架构建生物课程体系；但由于进化论远未成熟，结果使生物课程受哲学的支配而走上非科学的道路。3.当代生物学的发展，形成了系统生物学（Systems Biology）。对生命的本质，生物学界长期存在活力论和还原论之争。20世纪30年代后，科学界对生命的本质提出了新的认识，就是机体系统论。1952年，美籍奥地利生物学家、系统论创始人贝塔朗菲（L.V.Bartalanffy）出版了英文版的《生命问题──现代生物学思想评价》，提出了机体系统论的基本原理：整体原理（组织原理）、动态原理、自主原理。这些原理表明：生物有机体是一个独特的组织系统，其个别部分和个别事件受整体条件的制约，遵循系统规律；生命有机体结构产生于连续流动的过程，具有调整和适应能力；生命有机体是一个具有自主活动能力的系统。[2]1968年，贝塔朗菲又在此书的基础上，进一步写成《一般系统论──基础、发展、应用》，创立了系统论，生物学也由此发展出“系统生物学”。系统生物学的一个重要方面，就是利用系统概念、系统思想和系统方法来理解生物学知识，重新整合原有的生物科学知识体系。这已成为“生物学革命”的内容之一，国际上称为“利用系统方法进行生物学革命”。“稳态与环境”模块的知识结构就是以系统生物学的思想构建的。

二、“稳态与环境”模块的知识结构

（一）关于稳态、调节和环境

稳态的概念最初来自生理学。生理学把维持内环境理化性质相对恒定的状态叫做稳态。稳态是一种复杂的、由体内各种调节机制所维持的动态平衡，一方面是代谢过程使内环境理化性质的相对恒定遭到破坏，另一方面是通过调节使平衡恢复。整个机体的生命活动正是在稳态不断受到破坏而又同时得到恢复的过程中得以维持和进行。后来，稳态的概念逐步扩展，它不仅被用来说明内环境理化特性的动态平衡，而且人们发现细胞、群落和生态系统在没有受到激烈的外界环境因素影响时，也都处于类似的状态，都可以用稳态这个概念来说明它们相对稳定状态的维持和调节。

稳态调节的概念原来也来自个体水平的生理学，例如，哺乳动物体内的温度、渗透压、pH以及各种电解质和营养物的浓度都保持在一个稳定的范围内，这是在其自身神经体液系统调节下，随时进行反馈调节而实现的。生态系统虽然没有与此类似的调节机制，但也具有一定的抵御环境压力、保持平衡状态的能力。特别是成熟的生态系统，每年的能量收支大致相等，营养物质循环近于“封闭式”，流失极少，系统能相当长久地保持一定的外观和结构，这些都是稳态调节的结果。

（二）“稳态与环境”模块概念体系的建立

任何一门科学，都是一个相对完整的理论体系，都是一个知识系统。从一般形式上看，都是由科学事实、基本概念、特定方法、相应理论以及应用范例等构成的。以生命的基本特征为框架来整理和概括生物科学事实，虽然容易被理解，而且从科学发展过程来看，分门别类地划分和组织材料，确实是一切科学的一项必不可少的任务，但是科学事实本身和若干科学事实的简单堆砌毕竟还不等于科学。事实只有以系统的概括的形式表现出来，并且成为概念和规律的根据和验证时，才能够变成科学知识的组成部分。

以这样的观点来看《标准》中“稳态与环境”模块的内容，“3.1植物的激素调节”和“3.2动物生命活动的调节”两个单元，提供的是经过整理的科学事实，它们是建立科学理论的基础和前提。在后续单元中，“说明稳态的生理意义”和“阐明生态系统的稳定性”等知识点，提出了“稳态”的概念；“举例说明神经、体液调节在维持稳态中的作用”“概述人体免疫系统在维持稳态中的作用”“举例说出生态系统中的信息传递”等知识点，提出了“调节”和“环境”的概念。科学概念是由大量科学事实和经验材料经过理性加工和提炼而形成的，科学概念一旦获得，就会使人们的认识发生飞跃，使已有的知识系统化、理论化。然而，概念虽然重要，但仅有概念还不能形成科学理论，概念只是理论的逻辑起点。在稳态、调节和环境概念的后面，还有一个更核心的概念，就是“系统”。因为稳态是系统的状态，调节是系统的行为，环境是系统的存在。这样，“稳态与环境”模块就以“系统”这个本体论概念作为核心概念，以“稳态”“环境”和“调节”三个科学通用概念把生物个体水平和生态系统水平的要素、行为、稳定和发展等问题统一起来，并以“描述体温调节、水盐调节、血糖调节”“描述群落的结构特征”“阐明群落的演替”“讨论某一生态系统的结构”等作为这个理论体系的应用范例。

需要明确的是，这个概念体系是隐性而不是显性的，是运用系统生物学的思想建立的。教材如何编写，教学如何进行，则需按具体情况而定。

三、“稳态与环境”模块的科学方法

一个科学的理论体系，除了科学事实、基本概念、相应理论和应用范例，还有一个重要的方面是特定方法。“稳态与环境”模块的科学方法，主要是系统分析方法以及以模型和数学方法为主的逻辑方法。

（一）系统分析的思想和方法

《标准》在“稳态与环境”模块的前言中指出：“本模块选取有关生命活动的调节与稳态的知识、生物与环境的知识，有助于学生理解生命运动的本质，了解系统分析的思想和方法，提高对生命系统与环境关系的认识。”[3]这就明确提出了“系统分析的思想和方法”。现代生物学的分析性研究已深入到分子、量子水平，但为了揭示生命运动的奥秘，还必须从生命系统的各个组成部分的联系和相互作用中，从它们和外界环境的相互联系和相互作用中来了解整体，这就需要进行系统分析。系统分析能力是一种非常重要的综合实践能力。例如，植树造林是中央的号召，但西北一些地区年降水量很小，蒸发量很大，其地下水主要靠地表下的渗透作用（如熔化的雪水）。在这些地区植树，地下水会因树木的蒸腾作用而过量散失，导致水位下降甚至枯竭。于是近年来中央指示这样的地区要多种草。然而，在我国的中、东部地区，却出现了砍树种草的热潮。殊不知在高温多雨地区，树的生态效益要远远超过草。结果，一些城市政府部门又不得不规定绿化至少要有多少比例的乔木和灌木。导致这些失误的原因就在于缺乏系统分析的思想。

转贴于 现代系统分析包括定性分析和定量分析，定量分析是基于数学工具进行的，高中生物学教育一般只能做定性分析。如同美国《国家科学教育标准》所要求的“学会从系统的角度思考和分析问题”，具体说，就是运用系统的概念和系统分析的思想，一方面对生命系统的要素、结构、边界、环境、性能等系统的基本特征做分析，另一方面对系统的状态及其调控做分析。以生态系统为例，其要素指组成成分，即生产者、消费者、分解者等生物成分和非生物的物质和能量；结构包括时空结构和营养结构（食物链和食物网）；边界指系统的范围，生态系统是模糊集合，其边界是一个模糊概念，根据研究的需要划定；环境指一个生态系统的外部环境条件，系统与环境之间具有物质、能量和信息的交流，两者相互联系、相互影响，并共同组成一个更大的系统；性能指系统整体的特性和功能，系统的整体特性表现为该系统与其他系统的区别，系统的功能则反映了系统与外部环境相互作用的程度，或系统获取输入、予以变换而产生输出的能力。以上这些方面构成了一个生态系统的基本特征。至于系统的状态，生态系统都是开放系统，系统的稳态就是生态平衡状态。每个生态系统都具有一定的自动调节能力，在不断变化的环境条件下，依靠自我调节机制维持其稳态，实现物质循环和能量流动的相对稳定。生态系统状态的另一个重要指标是它的生产量，包括输入、输出、净生产量和效率。类似的分析在个体水平和群体水平均可进行。“稳态与环境”模块中的“描述群落的结构特征”“讨论某一生态系统的结构”“阐明群落的演替”“分析生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用”“阐明生态系统的稳定性”“探讨人口增长对生态环境的影响”“关注全球性环境问题”等知识点，以及“利用计算机辅助教学软件模拟人体某方面稳态的维持”“调查当地自然群落中若干种生物的生态位”“调查或探讨一个农业生态系统中的能量流动”“调查当地生态环境中的主要问题，提出保护建议或行动计划”等活动建议，都需要渗透和利用系统分析的思想和方法进行教学。

（二）数学和模型方法的运用

20世纪30年代，贝塔朗菲在提出机体系统论概念的同时，主张用数学和模型方法研究生命现象。

1.模型方法

《标准》依据国际科学教育的发展，将模型和模型方法列入了课程目标。所谓“模型”，是指模拟原型（所要研究的系统的结构形态或运动形态）的形式。它不再包括原型的全部特征，但能描述原型的本质特征。[4]模型方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是逻辑方法的一种特有形式。模型一般可分为物理模型和数学模型两大类，通常说的模型即指物理模型。物理模型可以模拟客观事物的某些功能和性质，它包括物质模型和思想模型两类。在高中生物课程中经常使用的物质模型有实物模型如生物体结构的模式标本，模拟模型如细胞结构模型、各种组织器官的立体结构模型等。思想模型是物质模型在思维中的引申，根据构建模型的思想方法的不同，又可以分为两类。一类是以形象化方法（或称为意象思维方法）构建的具象模型，它是人们在思维中通过对生物原型的简化和纯化而构思出来的。具象模型具有一定的形态结构特征，如DNA分子双螺旋结构模型、生物膜液态镶嵌模型等。它能使研究对象直观化，既可以促进研究，又可以简略描述研究成果，使之便于理解和传播。另一类是以理想化方法（或称抽象思维方法）构建的模型，是人们抽象出生物原型某些方面的本质属性而构思出来的，例如呼吸作用过程图解、光合作用过程图解等过程理想模型，食物链和食物网等系统理想模型。这类模型使研究对象简化，在科学研究中用于计算推导，引申观察和实验的结论等方面。

在现代生物科学研究中，模型方法被广泛运用，DNA双螺旋结构模型的成功就是一个范例。在生物科学学习中，模型提供观念和印象。认知心理学认为，人的知识经验既包括概念系统，又包括表象。前者有概念、原理、规律、理论，后者的成分包含观念和印象。当代不少学者都主张把表象看做一种符号要素，与语言等其他符号要素一样具有抽象、概括、组合和再组合的功能，因而能构成思维的操作。所以模型提供的观念和印象，不仅是学生进一步获取系统知识的条件，而且是学生认知结构的重要组成部分。正因为如此，美国《国家科学教育标准》把模型和科学事实、概念、原理、理论并列为科学主题的重点，并将构建、修改、分析、评价模型作为高中学生的基本科学探究能力。

“稳态与环境”模块中有两个活动建议：“探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替”和“设计并制作生态瓶”，都是运用模型的探究。例如，“设计并制作生态瓶”制作的是一个活体实物模型，运用这个模型进行的是对生态系统运行的模拟实验。在科学研究中，有时受客观条件的限制，不能对某些自然现象进行直接实验，这时就要人为地创造一定的条件和因素，在模拟的条件下进行实验。利用活体实物模型进行的模拟实验，在生命科学研究中被广泛应用，但具有一定的复杂性。因为变量较多，而且变量之间的关系，除因果决定性因素，还存在许多非因果决定性的因素，所以需要做系统分析。就本案例来说，一方面需要对生态瓶的组成成分、结构、环境、性能等做分析，另一方面需要对系统的能量转换和物质流动状态及其调控做分析。这对学生深入理解生态系统的结构、生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用、生态系统中的信息传递、生态系统的稳定性等，无疑具有重要的教育价值。但也正因为生命系统的复杂，所以活体生物模型与实际事物相比，存在较大差异。这是需要讲清楚的。

2.数学方法

数学方法指运用数学语言表述事物的状态、关系和过程，并加以推导、演算和分析，以形成对问题的解释、判断和预测的方法。目前，数学在生物学、医学等领域正起着越来越重要的作用，甚至医生做手术之前都可以先进行数学模拟以预知各种方案可能出现的后果，再依据个人的经验来选择手术方案。数学方法在科学教育中的价值更是不言而喻，《标准》对数学方法的使用，包括以下4个方面。

（1）定义概念。概念有具体概念和抽象概念之分，具体概念指能通过直接观察获得的概念，即实物概念，例如细胞、组织等结构概念，呼吸、遗传等生理活动概念；抽象概念不能通过观察习得，只能通过下定义才能习得，例如呼吸作用、新陈代谢等概念。在抽象概念中，有一类是用数学式来定义的。这类定量的概念以数学方法揭示事物的本质及其发展变化规律，为研究工作提供一种简明精确的形式语言，具有重要的科学认识论价值和方法论价值。“稳态与环境”模块没有明确要求用数学式定义概念，但“列举种群的特征”这个知识点，如果涉及种群密度，年龄结构和性别结构，出生率和死亡率等，那就是用数学式定义的概念。

（2）对生命现象的空间关系和数量关系进行描述、分析和计算。例如，以条形图、曲线图、统计图等来表现某一生命现象的统计数字大小及其变化，这在生物课程中已广泛应用。

（3）统计方法的运用。统计是研究随机现象的统计规律性的方法。统计性规律在生物界广泛存在，主要包括两类。一类是大数过程的规律性，即大量随机事件所组成的系统的规律性，如遗传性状传递过程中的规律。这类问题可用描述统计方法解决。另一类是某些生命系统行为的规律性，例如，生态系统中某种群数量的变化及其生灭过程、生物个体生态寿命的预期分析等，它们是不同条件下生命系统某种行为潜在可能性的数量估计，而不是实际存在的状况。这类问题可用选取统计方法解决。描述统计方法和选取统计方法，《标准》都已引入。描述统计方法主要是对观察、实验的原始材料进行整理、分类、分析等统计加工，得到统计事实。孟德尔正是使用描述统计方法对豌豆杂交实验结果进行定量观察和数据分析，才发现了遗传性状的分离现象和自由组合现象。选取统计方法又称统计推理，是从样本到总体的推理。例如，对种群数量、密度的研究，要完全获得某自然种群总体的状态、特性和变化规律的信息是困难的，甚至是不可能的，实际上也无必要，所以往往根据由样本（样方）所获得的统计事实来推断总体。“稳态与环境”模块中有两个活动建议：“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”和“土壤中动物类群丰富度的研究”。前者是用描述统计方法表达大数过程的规律性，后者是用选取统计方法进行从样本到总体的推理。

（4）用数学模型来表现生物学现象、特征和状况。生物数学模型有两类：一类为确定性模型，它用数学方法描述和研究必然性现象，例如某生物个体的生长曲线、细胞分裂过程中DNA数量变化曲线等；另一类为随机模型，它用概率论和统计方法描述和研究随机现象。例如，种群基因频率的变化没有确定性，有多种可能的结果，究竟出现什么结果是偶然的、随机的，但当种群由大量个体组成，并能随机繁殖传代时，基因频率和基因型频率的变化又表现出统计规律性。1908年，哈迪和温伯格用遗传平衡定律（Hardy.Weinberg定律）对此进行了描述，这个随机性的数学模型为种群遗传学研究奠定了基础。对数学模型，“稳态与环境”模块中安排了一个要求：“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”。

根据以上对“稳态与环境”模块知识结构和科学方法的分析，其科学性和合理性应该是没有问题的。当然，随之而来的教材编写和教学实施的问题，仍需要我们认真研究。

参考文献

［1］陈阅增，等.普通生物学──生命科学通论［M］.北京：高等教育出版社，1997.8.

［2］路德维希·冯·贝塔朗菲.生命问题──现代生物学思想评价［M］.吴晓江，译.北京：商务印书馆，1999.

第2篇：系统生物学的定义范文

中医认为“证”是病的某一阶段的主要矛盾的概括，它受病的基本矛盾的干扰，两者之间存在不可分割的联系。因此，证候诊断离不开具体疾病的诊断，证候诊断的规范化研究应采用病证结合的研究思路，这样才能对疾病过程中各个发展阶段的证候作出正确的诊断，才能将中医的证候演变规律更清晰地凸现出来。由于相对于中医学病名而言，西医学病名往往诊断明确，机制比较清晰，所以应选择西医诊断明确，而中医治疗有优势，又严重威胁人类健康的临床常见病和多发病，采用西医辨病，中医辨证，以病为经，以证为纬，病证结合的研究思路。“方”与“证”密切相关，方由证立，证随方名，方能测证，证能验方。很多有效的经方、名方是结合了中医理论精华和长期临床实践经验配伍而成，与其特定的证候有较明确的对应关系。而且，临床疗效是临床医学的核心和关键问题，证候分类在一定程度上应建立在方剂疗效观察的基础上，通过以方测证还可以对“证”进行动态的研究。所以，有课题组提出“以候为证，以象为素，病证结合，方证相应，是建立辨证方法新体系的依据”［2］;也有学者提出“围绕证候病机及其与疾病和方剂的相关性这一中医证候研究的重要科学问题，突出中医学思维特征与现代科学设计融合的研究思路，以方剂干预治疗效果作为比较参照系统，基于中医以方测证的逆向思维的认‘证''''方法，不断积累、完善，由此构建出具有坚实临床科学基础的证候标准，应该是病证结合研究的重要发展方向之一”［3］。但是，近10多年来，由于对“方证相对”的理解存在歧见，故有学者提出“以方测证”作为一种证候研究的方法并不可行。有的认为:每个汤方都有相对应的证，只要有此证即可用此汤方，常称为“汤证”，汤证（方剂辨证）不同于八纲、病因和脏腑辨证，是指以汤辨证，相符即可应用，其实质是找出汤方的适应证［4］。有的引用柯韵伯《伤寒来苏集》的话说:“合是证便用是方”，即某证只能用某方，某方只能治某证，处方用药必须与病证对应，才能取得最佳的临床效果［5］。这种观点后来被研究《伤寒论》的学者们继承下来，被概括为“有是证用是方”。持有这种观点的学者们认为“方证相对”及“以方测证”不能对“同证异方、同方异证”的现象作出合理的解释，应改称为“方证相关”。还有学者认为“方证相对”应理解为“对症治疗”、“方病相对”等等。朱邦贤教授在分析上述观点后则提出，中医所讲的“方证相对”是指方剂的药物组成与配伍，与其主治病证所内寓的基本病机具有高度的针对性或相关性［6］。应当明确的是，“方证相对”中的方证或汤证，是指某方与某一特定病证间所存在的直接对应的主治关系，这一关系是建在该方内涵的“理”（该组方所针对的基本病机）和“法”（根据基本病机所确立的治疗大法或具体治则）之上的。笔者是这样认为的:“方”与“证”密切相关，如朱教授所述两者是通过理与法相关联，但由于关联的程度不同，可以是多方对应于一证，也可以是一方与多证对应，其对应的程度取决于临床疗效，所以，根据临床疗效可以求得最佳对应的方证，以最佳对应的“方”来测最佳对应的“证”，这是目前证候诊断规范化研究的主要思路。

2在文献调研、专家咨询及病例回顾的基础上，遵循临床流行病学原则，进行多中心、大样本的临床前瞻性研究，运用循证医学的研究方法对证候诊断标准进行系统评价和完善，是证候诊断规范化研究的重要途径

早期的中医证候诊断规范化研究是以文献调研与专家咨询为主要途径。所以，由此而建立的证候诊断标准必然会受到医者水平、学术流派等影响，出现标准之间互不相同的现象。临床流行病学的核心内容是设计、衡量和评价（design，measurement，evaluation，DME）。它把群体作为研究对象，强调在临床医学研究中应用科学的方法学，强化科研设计，排除各种偏倚和干扰因素的影响，确保研究结果的真实性和研究结论的可靠性。所以，为提高证候诊断规范化研究的科学性、客观性和准确性，应在文献调研、专家咨询和病例回顾的基础上，遵循临床流行病学的原则，开展多中心、大样本、前瞻性的临床研究。循证医学（evidence-basedmedicine，EBM）则强调从系统研究中获取证据，并重视临床实践中个人经验与系统研究中获得的科学证据相结合，对患者个体做出合理的临床医疗决策，是临床流行病学和现代信息学与临床医学结合的典范。赖世隆教授［7］评价说:“临床流行病学和循证医学是当今医学界公认的进行临床研究最为科学的方法学。”所以，应该运用循证医学的研究方法对证候诊断标准进行系统评价和完善，包括对证候诊断标准建立方法和研究质量、诊断标准的诊断效能和诊断标准在临床应用中的系统评价［8］。但运用EBM与DME方法时需要克服样本量大，时间周期长等困难，解决出版偏倚（发表偏倚）、伦理和资金等问题。

3加强四诊客观化研究，在系统生物学的引领下，开展组学研究是证候诊断规范化研究的重要环节

由于受历史条件的限制，以经验为基础的中医学缺乏还原论的研究方法。所以，它无法解释系统内部的组成成分和相互作用的关系，不能对信息进行量化。因此，必须将中医思辨性的经验描述和宏观性概括过渡到高层次的分析与综合相结合，这是中医学现代化的必由之路，其实质是解决客观化与定量化问题［9］。

3.1加强四诊的客观化研究中医“证”是对临床信息进行全面分析后得出的概括性结论。这个结论能否反映疾病的本质，关键在于通过四诊所获得的信息资料是否准确、真实和科学，以及医生分析、综合的思维结果是否合乎疾病发展的实际。受古代条件的限制，医生只能依据感觉器官，通过望、闻、问、切来获取临床信息。所以，信息收集过程中主观性很大，影响了研究结论的真实性和可靠性。为加强四诊的客观化，学者们做了大量的研究工作，如利用内窥镜、显微镜、现代影像技术等扩展医生望诊的范围和深度;研制了多种舌诊、脉诊仪器，使人们通过仪器“望舌”、“切脉”时能直接读数，定性、定量地进行分析;利用先进的化学技术，对气味进行分离研究;尝试制定问诊方案与步骤，使问诊科学化、程序化等等。但研究与临床实际应用还有很大的差距，如研制的舌诊仪、脉诊仪获取的信息量不够，欠灵敏;有些四诊信息，如病人的感觉，本身就是病人的一种主观体验，很难利用仪器设备来测定等等。所以，如何借助现有的科学技术来客观地采集分析中医临床信息还需要进一步探讨。

3.2在系统生物学的引领下，开展组学研究宏观辨证是中医的传统辨证方法，它是根据“知内揣外”、“有诸内必形诸外”的观点来认识和诊断疾病的。从理论上说在宏观辨证的基础上，慎重地选用一些现代医学的微观指标可以使中医证候诊断由定性转变为半定量或定量，从而提高其客观性，并且，拓宽和加深传统“四诊”的视野，丰富辨证论治的内涵，为中医在“无症可辨”的情况下提供一定的辨证依据。为此，现在及以往的中医证候诊断规范化研究是采用西医还原论的研究方法，从整体、细胞、分子水平，从理化、免疫、代谢、微量元素等方面来筛查与中医证型相关的微观指标，分析其内在的相关性;研究同一疾病不同证型的微观指标的异同，不同疾病同一证型的微观指标的异同，来寻求中医“证”的共性与个性指征;对证型的主要症状的特征进行现代医学阐释等等。但研究结果只发现某些指标与某些病证有某种相关性或提示性，相关的程度及提示的准确与否并不清楚。而且，随着研究的广泛深入，很多指标的特异性逐渐被否定，许多观察指标随着观察者的不同而出现矛盾的结果。由此可见，采用西医的还原论方法来研究中医，则中医的整体性和个体化诊治的特点就会被破坏，反而阻碍了中医的发展。因此，今后不宜再把寻求诊断某一证型的特异性指标作为研究重点，而应该从多层次、多角度来研究某证型的指标群。有研究认为参考现代心理学行为功能量化及生命质量量化等评分方法，可以对症状、体征进行等级积分，对证候辨证进行半定量化的分析［10］;通过对中医临床症状、体征分级记分，采用相加计数法、累积记数法、分类记数法等方法进行指征积分的记数，然后根据指征的出现率和指征积分数的高低，并适当考虑临床实际，对证候进行计量诊断。还有学者在半定量的同时引入统计学权重的概念［10］，经过统计学处理，以不同权重来反映不同症状体征的主次，又以不同积分反映症状体征的轻重程度变化，对证候进行定性与定量（等级）相结合的计量诊断。但目前的这些研究思路与方法都无法真正实现证候的量化诊断。系统生物学由LeroyHood创立，是研究一个生物系统中所有组成成分（基因、mRNA、蛋白质等）的构成及在特定条件下这些组分之间的相互关系的新兴学科。生命科学的研究重点已经开始从还原论研究转向系统论研究，系统生物学的发展将引领医学进入新的疾病诊治模式，推动医学进入预测医学、预防医学和个体化医学的新时代［11］。中医学的整体观、治未病观、辨证论治和方剂配伍等理论与系统生物学的意旨具有相通之处。钱学森曾说:“系统论是还原论和整体论的辩证统一。”所以，系统生物学的发展可以弥补中医的缺陷，中医证候研究应在系统生物学的理论和方法的引领下，综合数学、信息科学和生物学等多学科知识，在基因组、mRNA组、蛋白质组和代谢组等各个层面开展组学研究，通过数据的整合，来建立证候的诊断模型，精确、量化地预测证候［12］。

4数据挖掘技术及计算机智能的发展为证候诊断规范化研究提供了强有力的技术支持

数据挖掘就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中提取出潜在的、有价值的知识（模型或规则）的过程，也称为数据库中的知识发现。中医证候和证之间没有明确的函数关系，只能在大量的文献资料及临床资料中进行数据挖掘。数据挖掘所涉及的学科领域和方法很多。

4.1引入复杂性科学理论对证候进行降维升阶处理，寻找证素应证组合的演变规律中医证候涉及复杂生命现象的功能、整体和动态层面，它具有典型的开放性、层次性、涌现性和高维性特征，所以，中医证候诊断系统是一个非线性的、多维多阶的、可以无限组合的复杂巨系统。引进复杂性科学理论，通过证候的降维升阶处理则能解决变量间的多重共线性和非线性关系。张志斌等［13］由此而提出建立辨证方法新体系的设想，即通过证候要素的提取，将复杂的证候系统分解为数量相对局限、内容相对清晰的证候要素，然后通过各证候要素间的组合、证候要素与其他传统辨证方法系统的组合等不同的应证组合方式，使辨证方法体系不再是各种具体证候单纯联系组合的线性平面，而具有复杂的多维多阶立体交叉的非线性特征。如1991年列入国家科委科技攻关项目的“中风病证候学与临床诊断的研究”课题组所建立的“中风病证候诊断标准”，就是一个降维升阶工作的较好范例［14］。目前这方面研究还仅仅局限于临床具体病种，需要加强中医证候临床研究与基础研究的合作。

4.2引入模糊数学与粗糙集理论模糊数学的创始人查德曾指出:当系统的复杂性日益增长时，找出系统特性的精密而有意义的描述的能力将相应降低，直至达到这样一个界限，即精密和有意义（或适当性）变成两个互相排斥的特性。中医作为一个复杂系统，其证候在某一特定时期或阶段的表现可以是典型的，但在大多数情况下，证候表现却是不典型的，具有一定的模糊性。亦有学者认为“证”是一种模糊集合元，主要表现为:证的有些症状其性质、状态是不能精确断定的，“证”所包含的内容与各个症状所包含的内容，不是一个简单的整体与部分之间的关系，而是一个统一体与个体之间的集元性关系［15］。所以，根据模糊数学的原理，认为“证”是一个模糊概念，可以使用模糊数学中的“隶属度”来刻划，进行量化分析，确定“证”的模糊集合中某些症状隶属于某证的程度，从而建立起“证”的数学模型［16］。粗糙集理论是继模糊数学理论之后的又一种处理不精确和不确定问题的数学方法。它是波兰学者Z.Pawlak在20世纪80年代初提出来的。近年来，已有学者尝试将粗糙集理论引入到中医证候诊断的规范化研究中，如秦中广等［17］利用粗糙集理论建立了中医诊断类风湿的模型。他们还将该方法与模糊数学方法进行了比较，发现前者的诊断正确率远远高于后者。随着粗糙集理论的发展，它还可以与诸如模糊识别、神经网络等技术相结合。

4.3多元统计分析方法多元分析，即多因素分析，它主要是探讨高维数据的内在规律。在以往的研究中，研究者通常是通过临床流行病学的方法收集患者的症状，并根据传统的辨证理论对每个病人进行辨证，确定为“某证”，然后采用判别分析和回归分析（常用如Fisher判别方法和Bayes判别、逐步线性回归分析、Logistic回归分析等）建立函数方程，并进行回代检验。但这两种方法都无法消除获得应变量（Y）值时的经验性和主观性;同时还必须基于各变量的作用与其他变量无关，各变量的作用可以叠加这不甚合理的假定前提下;所建立的证候和证之间的关系只是一种简单线性描述;二者的Y值都只是简单的A与非A的类别区分，不可能进行轻重程度的等级划分等。之后有学者提出将聚类分析、主成分分析及因子分析等多元统计方法应用于证候诊断的规范化研究。聚类分析又称集群分析，可以将随机现象进行归类。主成分分析法和因子分析法可通过寻求少数的几个变量（或因子）来综合反映全部变量（因子）的大部分信息。以上几种统计方法都可以实现证候的降维，有利于疾病证候分类中主、次症（征）及特征性表现的提取，有利于发现疾病调查群体中各类证候的症状、体征的组合及变化规律等等。在因子分析的基础上，再通过方差最大化正交旋转则能简化和明确对因子的解释。但是聚类分析在定义指标间或样品间相似性的度量时存在主观性，根据空间上的“距离”或形状上的相似性，对对象（指标、样本）进行刚性分割，它不能把同一个对象在不同的类别中体现出来，而且，它不能对多边关联同时进行分析。主成分分析要求资料为计量资料，且各主成分之间互不相关，同样也不可能有症状轻重程度的划分。因子分析则要求“公因子或共性因子”和所有变量均有关系，且是一种线性关系。另外，如何看待舍去的其他成分及特殊因子还需要作进一步探讨。通过以上分析可以发现，单独使用上述几种统计方法都会暴露出诸多不能克服的问题。因此，需要将多种统计方法联合运用以取长补短，提高结果的可靠性。但证候诊断规范化研究到底选用哪些多元统计方法，如何进行联合应用，还在不断探索之中。

4.4结构方程模型结构方程模型属于隐变量分析方法，是近年来在统计领域发展十分迅速的一个分支。它主要是运用统计学中的假设检验对有关现象的内在结构理论进行分析。即研究者可根据专业理论知识提供变量间存在的内在关系即先验关系，应用图形来表示变量间存在的直接或间接作用，然后检验所假设的模型与数据资料的拟合程度。如果拟合优度好，则认为变量间所假设的关系是成立的;反之，则拒绝原假设。利用结构方程模型分析方法可以将隐变量和直接测变量一并考虑，并且，可以对变量的测量误差及其方差作出估计。所以，设想通过结构方程模型可以建立一种比较客观的、定量的证候诊断标准，目前正处于试验阶段。

4.5计算机智能从复杂系统科学角度来看，证候是建立在广义症状集（包括以四诊信息为代表的宏观子集和以现代生物学特征为代表的微观子集）上的映射，广义症状之间交互作用，形成了一个复杂的动态演化系统，这类动态系统及其演化过程从理论上说可以通过计算机智能来实现。计算智能（com-putationalintelligence，CI）是利用计算机技术来模仿人类和其他生物对非线性、不完全、不精确和不确定的信息进行智能处理的技术，具有良好的容错性、鲁棒性和高精度等综合技术优势。计算智能主要包括:（1）用于模仿生物种群进化过程的演化计算，如遗传算法、演化策略、演化规划、遗传程序设计等;（2）模仿大脑思维的高层次结构的人工神经网络（artificialneuralnetwork，ANN），近年来在ANN基础上还提出了用于中医证候诊断的神经网络———径向基函数（radialbasisfunction，RBF）神经网络及基于聚类分析的RBF神经网络。已有学者通过对基于聚类分析的RBF神经网络所建立的中医证候诊断模型的检验，验证了其用于中医证候诊断的可行性和有效性［18］;（3）模仿低层次大脑结构的模糊系统。以上这三者都是仿效生物信息处理模式以获得智能信息处理功能的理论和技术，目标相近而方法各异，将三者交叉组成新系统则能达到取长补短、各显优势的效果。如用神经网络来构造模糊系统，集中了模糊控制技术和人工神经网络的双重优点，扩大了系统处理信息的范围;又如引入遗传算法构造综合性的模糊神经网络计算智能系统（fuzzyneuralnetworkscomputationalintelligencesys-tem，FNNCIS），可以形成与实际问题相吻合的中医证候诊断决策树等等。

5从定性到定量的综合集成方法将是证候诊断规范化研究的发展趋势

在20世纪80年代末，以钱学森教授为首的一批中国学者在系统科学研究的基础上，曾提出了“从定性到定量的综合集成法”［19］。在复杂系统的研究中，通常是科学理论、经验知识和专家判断力相结合，形成和提炼出经验性假设，这些经验性假设往往难以用严谨的科学方式证明，但需要经验性数据对其确定性进行检验，从经验性假设出发，通过定量方法得到结论，这一过程是一个人机结合综合集成的过程。中医学的模糊性、多变性、复杂性及隐匿性决定了中医证候诊断必须通过多学科的交叉渗透来完成。所以，将综合集成法运用到中医证候诊断规范化研究中则能实现把人的“心智”与计算机的高性能结合起来;把人的定性认识，上升到定量认识;把不同层次的知识（科学理论和经验知识）综合集成起来;把各种学科结合起来进行研究，把多种领域的科学知识进行综合集成;根据复杂巨系统的层次结构，把宏观研究和微观研究统一起来;充分利用计算机技术、人工智能、信息技术等高新技术。综上所述，证候诊断的规范化研究包括诊断的标准化、客观化及定量化研究，它除了必须遵循科学性、实用性、继承性等原则外，尚应体现辨证的系统性和发展性，证候的特异性和稳定性［20，21］。同时还要加强证候概念及专业术语的规范化研究。所以，这是一项非常复杂的工作，正如沈自尹教授［22］所总结的:“证”的研究难点在于:其一，证是一种功能态的，可以发展，可以转化;其二，证的概念应用亦较混乱，灵活性大，辨证可因人而异，只有凭医生的分析概括水平;其三，难以定性、定量，更难以定位。因此，只有通过不断的探索，完善现有的研究思路与方法，中医证候诊断的规范化研究才有望取得实质性的突破与进展。

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第3篇：系统生物学的定义范文

【关键词】药用植物；代谢组学；功能基因组学

代谢组学是对生物体内代谢物进行大规模分析的一项技术［1］，它是系统生物学的重要组成部分（如图1所示），药用植物代谢组学主要研究外界因素变化对植物所造成的影响，如气候变化、营养胁迫、生物胁迫，以及基因的突变和重组等引起的微小变化，是物种表型分析最强有力的工具之一。在现代中药研究中，代谢组学在药物有效性和安全性、中药资源和质量控制研究等方面具有重要理论意义和应用价值。另外，在对模式植物突变体文库或转基因文库进行分析之前，代谢组学往往是首先考虑采用的研究方法之一。目前，国外已有成功利用代谢组学技术对拟南芥突变株进行大规模基因筛选的例子，这为与重要性状相关基因功能的阐明和选育可供商业化利用的转基因作物奠定了基础。

图1系统生物学研究的四个层次略

目前，还有许多经济作物的全基因组测序计划尚未完成，由于代谢组学研究并不要求对基因组信息的了解，所以在与这些作物有关的研究领域具有更大的利用价值，这也是其与转录组学和蛋白组学研究相比的优势之一。代谢组学研究涉及与生物技术、分析化学、有机化学、化学计量学和信息学相关的大量知识，Fiehn［2］对代谢组学有关的研究方向进行了分类（见表1）。

1代谢组学研究的技术步骤

代谢组学研究涉及的技术步骤主要包括植物栽培、样本制备、衍生化、分离纯化和数据分析5个方面（见图2）。

1.1植物栽培

对研究对象进行培育的目的是为了对样本的稳定性进行控制，相对于微生物和动物而言，植物的人工栽培需要考

表1代谢组学的分类及定义略

虑更多的问题，如中药材在不同年龄、不同发育阶段、不同部位以及光照、水肥、耕作等环境因素的微小差异都可引起生理状态的变化，而这些非可控及可控双重因素的影响很难进行精确的控制，从而影响药用植物代谢组研究的重复性。为了解决以上问题，推荐使用大容量的培养箱［3］，定时更换培养箱中栽培对象的位置，以及使用无土栽培技术等，FukusakiE［4］利用无土栽培系统将水和养分直接引入植物根部，并且对供给量进行精确地控制，大大提高了实验的重复性。

1.2样本制备

为了获得稳定的实验结果，样本制备需要考虑样本的生长、取样的时间和地点、取样量以及样本的处理方法等问题，并根据分析对象的分子结构、溶解性、极性等理化性质及其相对含量大小对提取和分离的方法进行选择，逐一优化试验方案。MaharjanRP等［5］用6种方法分别对大肠杆菌中代谢产物进行提取，发现用－40℃甲醇进行提取的效果最好。现阶段代谢组学的分析对象主要集中在亲水性小分子，尤其是初级代谢产物，气相色谱质谱联用(GCMS)和毛细管电泳质谱（CEMS）联用都是分析亲水小分子的重要技术。FiehnO等［6］使用GCMS对拟南芥叶片中的亲水小分子进行了分析，发现酒石酸半缩醛、柠苹酸、别苏氨酸、羟基乙酸等15种植物代谢物。

1.3衍生化处理

对目标代谢产物的衍生化处理取决于所使用的分析设备，GCMS系统只适合对挥发性成分进行分析，高效液相色谱法（HPLC）一般则使用紫外或荧光标记的方法对样本进行衍生处理，BlauK［7］对酯化、酰化、烷基化、硅烷化、硼烷化、环化和离子化等衍生方法进行了详细的说明。然而离子化抑制常使得质谱分析过程中目标代谢产物的离子化效率降低，这主要是由于分离过程中污染物与目标代谢物难以完全分离开所引起的，优化色谱分离时间可有效缓解离子化抑制，然而在实际操作中不可能对上百种代谢产物的分离时间进行优化，利用非放射性同位素稀释法进行相对定量可以很好的解决该问题。HanDK等［8］应用同位素编码的亲和标记（ICAT），根据经诱导分化的微粒蛋白及其同位素标记物的峰面积比，对该蛋白的相对含量进行分析。ZhangR等［9］发现同位素标记技术也可用于代谢组学的研究，但是却存在许多困难。活体的同位素标记方法对于同位素的洗脱是一种非常有潜力的技术，目前关于使用34s的研究已有报道［10］。

图2代谢组学研究技术步骤略

1.4分离和定量

分离是代谢组学研究中的重要步骤，与质谱联用的色谱和电泳分析技术都是使用紫外或电化学检测的方法进行定量，其对代谢组数据的分辨率与定量能力都有一定的影响。TomitaM等［11］总结了各种色谱分离法中经常遇到的技术问题，认为毛细管电泳和气相色谱法由于具有较高的分辨率，已成为代谢组学研究的常规技术手段之一，液相色谱因其适用范围广，应用也相当广泛。

TanakaN等［12］用高效液相色谱对样品进行分离，认为使用硅胶基质填充毛细管整体柱的高效液相色谱系统具有用量少、灵敏性高、低压降高速分离等优势；同时，TolstikovV等［13］也使用硅胶填充的毛细管液相色谱方法对聚戊烯醇类异构体进行了有效分离，获得了很好的分辨率。TanakaN等［14］发现二维毛细管液相色谱法的分辨率比传统的高效液相法高10倍。相对于其他色谱方法而言，超临界流体色谱（SFC）是分离疏水代谢物最具潜力的技术之一，特别适用于分离那些传统HPLC难以分析的疏水聚合物，BambaT等［15］通过SFC对聚戊烯醇进行分析，证明其具有较好的分离能力。针对质谱中存在的共洗脱现象，HalketJM等［16］发明了一种适用于GCMS的反褶积系统，对共洗脱的代谢产物进行分离与识别。AharoniA等［17］使用傅立叶变换离子回旋共振质谱（FTICRMS）对非目标代谢物进行分析，快速扫描植物突变样品，获得了一定量的代谢成分。

与分离一样，定量能力也是代谢组学研究中的重要因素，其取决于各分析系统的线性范围。傅立叶转换核磁共振（FTNMR)、傅立叶红外光谱（FTIR）以及近场红外光谱法（NIR）等技术由于敏感性低，重复性受共洗脱现象影响较小也被用于检测中。近年来，FTNMR技术常被用于植物代谢组的指纹图谱研究［18］，但由于NMR分析需要样品量较大，分析结果易受污染，GriffinJL［19］发现将统计模式识别与FTNMR相结合可以对代谢物进行全面分析。除FTNMR之外，FTIR通过对有机成分的结构进行常规光谱测定，也可适用于代谢组学的研究，特别是应用于构建代谢组学的指纹图谱。尽管它不能对代谢物进行全面分析，但对具有特定功能的组分却有很好的定量效果，对从工业及食品原材料中分离的代谢混合物也可以进行全面分析，目前，已有学者将其成功地应用于拟南芥［20］和番茄［21］代谢产物指纹图谱的研究中。

1.5数据转换

为阐明代谢物复杂的线性或非线性关系，需要进行多变量分析，将原始的色谱图数据转换为数字化的矩阵数据，通过对色谱峰鉴定和整合从而进行多变量分析。由于环境等因素的干扰，光谱数据需要通过适当的数据加工方法进行校正，包括：①降低噪声；②校正基线；③提高分辨率；④数据标准化。JonssonP等［22］报道了一种关于GCMS色谱图数据处理的方法，可以对大量代谢产物样品进行有效的识别。

2代谢组学中的数据分析方法

2.1主成分分析法（PCA）

主成分分析法，将实测的多个指标用少数几个潜在的相互独立的主成分指标线性组合来表示，反映原始测量指标的主要信息。使得分析与评价指标变量时能够找出主导因素，切断其他相关因素的干扰，作出更为准确的估量与评价。PCA数据矩阵通常来自于GCMS，LCMS或CEMS，因此将目标代谢产物作为自变量，而相应的代谢产物含量作为因变量，定义与最大特征值方向一致的特征向量为第一主成分，依此类推，PCA便能通过对几个主要成分的分析，从代谢组中识别出有效信息。主成分分析有助于简化分析和多维数据的可视化，但是该方法可能导致一部分有用信息的丢失。

2.2层次聚类分析法（HCA）

层次聚类分析法也常用于代谢组学的研究中，它是将n个样品分类，计算两两之间的距离，构成距离矩阵，合并距离最近的两类为一新类，计算新类与当前各类的距离。再合并、计算，直至只有一类为止。进行层次聚类前首先要计算相似度（similarity），然后使用最短距离法（NearestNeighbor）、最长距离法（FurthestNeighbor）、类间平均链锁法（BetweengroupsLinkage）或类内平均链锁法（WithingroupsLinkage）四种方法计算类与类之间的距离。该方法虽然精确，但计算机数据密集，对大量数据点进行分析时，更适合选用K均值聚类法(KMC)或批次自组织映射图法(BLSOM)，而HCA适合将数据转换为主成分后使用。

2.3自组织映射图法(SOM)

神经网络中邻近的各个神经元通过侧向交互作用相互竞争，发展成检测不同信号的特殊检测器，这就是自组织特征映射的含义。其基本原理是将多维数据输入为几何学节点，相似的数据模式聚成节点，相隔较近的节点组成相邻的类，从而使多维的数据模式聚成二维节点的自组织映射图。除PCA和HCA外，SOM同样也可应用于包括基因组和转录组等组学研究中［23］。最初SOM计算时间长，依靠数据输入顺序决定聚类结果，近年来SOM逐渐发展成为不受数据录入顺序影响的批次自组织映射图法(BLSOM)。由于BLSOM可以对类进行调整，且有明确的分类标准，优化次序优于其他聚类法，已在基因组学和转录组学数据分析中得到广泛的应用。

2.4其他数据采矿方法

除PCA、HCA和SOM外，很多变量分析方法都可用于植物代谢组学的分析。软独立建模分类法(SIMCA)是利用主成分模型对未知样品进行分类和预测，适合对大量样本进行分析；近邻分类法(KNN)和K平均值聚类分析法(KMN)也可用于样品分类；主成分回归法(PCR)或偏最小二乘回归法(PLS)在某些情况下也可使用。然而到目前为止由于还没有建立一个标准的数据分析方法，代谢组学仍然是一门有待完善的学科。

3代谢组学在药用植物中的实践

植物药材来源于药用植物体，而药用植物体的形态建成是其体内一系列生理、生化代谢活动的结果。植物代谢活动分为初生代谢和次生代谢，初生代谢在植物生命过程中始终都在发生，其通过光合作用、柠檬酸循环等途径，为次生代谢的发生提供能量和一些小分子化合物原料。次生代谢往往发生在植物生命过程中的某一阶段，其主要生物合成途径有莽草酸途径、多酮途径和甲瓦龙酸途径等。植物药材含有的生物碱、胺类、萜类、黄酮类、醌类、皂苷、强心苷等活性物质的绝大多数属于次生代谢产物，因此探讨次生代谢产物在药用植物体内的合成积累机制及其影响因素，对于提高活性物质含量、保证药材质量、稳定临床疗效等具有重要意义。孙视等［24］通过对银杏叶中黄酮类成分积累规律的研究，提出了选择具有一定环境压力的次适宜生态环境解决药用植物栽培中生长和次生产物积累的矛盾。王昆等［25］以人参叶组织为材料,总结了构建人参叶cDNA文库过程中存在的一些关键问题和应采取的对策,为今后关于人参有效成分如人参皂苷的生物合成途径及其调控的基础研究提供技术参考和理论指导。最近，美国加利福尼亚大学伯克利分校的Keasling等［26］采用一系列的转基因调控方法，通过基因工程酵母合成了青蒿素的前体物质——青蒿酸，其产量超过100mg/L，为有效降低抗疟药物的成本提供了机遇。经过长期的研究积累，人们对代谢途径的主干部分（为次生代谢提供底物的初生代谢途径）已经基本了解，例如酚类的莽草酸途径，萜类的异戊二烯二磷酸(IPP)途径等。被子植物中一些相对保守的次生代谢途径也得到了很好的研究，如黄酮类、木质素的生物合成与调控。然而，对次生代谢最丰富最神奇的部分——特定产物合成与积累的过程，还所知甚少［27］。

4展望

近年来，代谢组学正日益成为研究的热点，越来越多的人已加入到代谢组学的研究中。随着代谢组学积累的数据和信息量的增大，其在药用植物学各个领域的应用价值也与日俱增。它将不仅能对单个代谢物进行全方面的分析，更能寻找其代谢过程中的关键基因、通过代谢指纹分析对药用植物进行快速分类、进一步研究药用植物有效成分代谢途径以及环境因子对植物代谢和品质的影响与调控机制。

然而依据传统中医药学和系统生物学的指导思想，目前急待解决的是中药种质资源的代谢组学研究和中药体内作用的代谢组学研究。同时，代谢组学在分析平台技术、方法学手段和应用策略等方面相对于其他组学技术还需要进一步发展和完善，还需要其他学科的配合和介入。相信随着更有力的成分分析设备的使用及代谢组数据库的建立，药用植物代谢组学将对中医药学产生深远的影响。

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第4篇：系统生物学的定义范文

【关键词】中药复方制剂；物质组；溶出度

【中图分类号】R284 【文献标示码】A 【文章编号】1004-7484（2013）04-0119-02

中药复方制剂由于其效应成分多元，用某些单体成分为指标，进行体外溶出度测定，难以体现复方的整体释放特征。随着系统生物学的发展，以整体观和复杂科学为基础的蛋白质学，代谢组学等后续组学研究相继兴起，并应用于中医药研究[1-4]，标志着中医药研究进入“组学”时代，“中药物质组”的概念应运而生，国内外诸多学者开展了以中药物质组为指标，进行了中药复方制剂的体外释放研究。本文就中药物质组的概念及其演变作一小结，并综述了溶出度的测定方法进展，提出中药物质组溶出度测定的意义。

1.中药物质组的概念

近期以来，国内学者提出“中药物质组”或类似概念及相关组学方法。不同的物质组类别具有不同的内涵。

1.1 内涵的比较

1.1.1 化学物质组：指一定条件下输入生物体系的所有化学物质（化学成分）组成的复杂化学体系。例如：药物、食物，以及从外部环境摄入的其他化学物质等[7～9]。

中药化合物组是指特定中药内所含的所有化合物的集合，即中药或中药复方制剂中可释放/溶出并在一定条件下可检测到的全部化合物[5～6]。

1.1.2 本草物质组：梁鑫淼等[10]提出本草物质组计划，拟用现代高效分离、表征技术，全面解析中药物质组成、结构和功能，构建本草物质资源库，阐述中药的多组分多靶点整体调节机制，但是，尚未在相关文献中明确定义本草物质组的概念。

1.1.3 中药物质组：除局部给药的非溶解性组分外，一般指单位中药或中药复方制剂中所含有的、在介质（口服给药时的介质为胃肠液）中溶解的所有组分的集合，它包括：①可溶解、吸收的活性成分；②可溶解、吸收的惰性成分；③部分不可溶解、吸收的惰性成分等[11]。

1.1.4 中药化学组：王启升[12]等提出中药化学组学，但是未明确中药化学组学的含义是通过现代技术手段结合传统中药理论和现代科学理论，阐明与中药药性、功能及主治有关的物质基础即药效成分的组成、结构、含量、相互作用及性质等。

1.1.5 有效成分组：指中药或中药复方制剂中所含有的所有与其临床应用目的密切相关的药理活性成分[13]。

1.1.6 活性成分组：指包括有效成分组的全部内容和另外一些具有生物活性的物质，不论这些活性成分中在该中药或中药复方的临床治疗中是否发挥作用或发挥什么样的作用[13]。

1.2 中药物质组学

中药物质组学的基本含义是指以中药物质组为研究对象，借助现代组学技术与方法，系统研究中药的物质组性质、稳定性及其质量控制标准与方法，研究中药物质组的药效学和毒性作用，研究中药物质组药物动力学及给药系统设计方法等。以中药物质组学为基础，有可能形成中医药研究的若干新型学科和研究领域，如，“中药物质组药效学”、“中药物质组配伍与相互作用”、“中药物质组的制剂学处方前研究”、“中药物质组质量控制”、“中药物质组释放动力学”和“中药物质组代谢动力学”等新型学科。将中药物质组学方法和理念贯穿于中药新药研发或中药给药系统研究，为中医药现代化、国际化研究提供新的视野与方法[14]。

2.溶出度

2.1 生物利用度：和安全性与药物的生物利用度密切相关。生物利用度系指药物被吸收进入全身血液循环的过程。

药物的疗效和安全性与药物的生物利用度密切相关。生物利用度的测定方法是根据人或动物用药后，其尿液或血液中药物的浓度来计算的，此试验工作量大，过程复杂，代价高，而且很多客观检查方法不灵敏或根本没有，实际应用存在困难。[15]

2.2 溶出度：是指药物从片剂等固体制剂在规定溶剂中溶出的速度和程度。溶出度是片剂等固体制剂质量控制的一个重要指标，对难溶性的药物一般都应作溶出度的检查。凡检查溶出度的制剂，不再进行崩解时限的检查。

药物的溶出度虽然与体内生物利用度不一定具有恒定的相关性，但是因其简单可靠，已经成为新药开发和药品质量控制方面的一个重要工具。在新药开发方面，它被用于指导制剂工艺研究；在药品质量控制方面是被用于药品进入市场前的批次之间的质量检测。基于溶出度的重要性，美国FDA已经建立了相关的指导原则，为溶出度方法学研究、溶出度的限度的制定、新药申请中的溶出度项目等提供信息和参考意见[16]。

2.3 溶出度的试验方法

2.3.1 转篮法：通过固定制剂的位置获得尽可能重现的液-固接触层。虽然转篮法已被使用了30多年，并且在很多剂型中得到了广泛的应用，但是它还是有几个不足的地方，如制剂中的胶性物质容易堵塞筛网，对溶出介质中溶解的气体极其敏感以及当颗粒逸出网篮并浮在溶出介质中时会造成流苏的变动；另外在试验中发现转篮法还存在着一个较为实际的问题：例如篮内装得较满时，在仪器转动过程中仅仅可以能使释放的介质与篮外层的部分相接触，所以就常常不能较为客观地反映出溶出规律。

2.3.2 浆法：浆法是最初由Poole建立，并且由美国FDA的国家药品分析中心的科学家对其进行了改进和修进。此方法可以克服篮法的诸多不足之处，但是该方法对搅拌桨和溶出杯几何尺寸的精度有相当高的要求，搅拌桨运动方向的微小改变都会引起溶出结果的变动，而这些结果的变动时可接受的。但是浆法同样具有极易导致样品上浮的缺点。

2.3.3 往复筒法：缓释制剂，特别是小丸（或微丸）的释放度检查用。该仪器装置采用两端装有筛网的透明中空圆筒。将样品置于圆筒中并将两端筛网紧固后，该装置在置于水浴中并内装有溶出介质的玻璃管中轻轻上下往复，解聚后的颗粒“悬浮”在往复运动的液流中。为部分拟人体胃肠道环境，可用于存放不同pH介质的一系列玻璃管作为溶出杯。往复筒法是一个特殊的系统。此方法的优点是所需介质少，易于改变pH、减少死时间以及避免降解等。用于缓控释制剂溶出。

2.3.4 流池法：该方法就是将制剂置于样品池中，溶出介质在泵压下通过流通池。可用于篮法和桨法中有饱和度问题的药物。用于片剂和包衣片、栓剂、软胶囊、植入剂、微胶囊、粉末和颗粒等制剂溶出速率的测定。特别适用于缓释制剂的检测以及需要改变介质pH的溶出或释放度的分析，还可为难溶性药物提供恒定的漏槽条件。该方法具有与自动取样技术的天然适配性。

2.3.5 其他方法：浆碟法、转筒法、往复架法、提取池桨法均用于透皮贴剂的药物释放试验，被FDA推荐使用。

虽然药典中介绍了各种溶出度的试验方法，但是依然不能检测部分药物的溶出度，如用于药物涂层支架的药物的溶出度检测，所以新的溶出度的试验方法随着新药和新剂型的出现而出现。

3.用物质组的方法测量溶出度

3.1 方法：中药的药效物质基础一直是中药研究的传统重点，但一般研究多侧重在其组分[ 17-19]和药效学[ 20-22]，尤其缺少以中药药效物质的全部组分为对象的药物动力学研究。基于复杂性科学和系统生学的发展，从组学学科的理念出发，张继稳等[23]提出了以多组分中药化合物组为中药药动学评价对象的多组分中药释放动力学评价理论，该理论对多组分中药及其复方进行化合物组的释放动力学的量化表征；梁鑫淼等[10] 提出了本草物质组计划的设想与建议拟用现代高效分离、表征技术，全面解析中药物质组成、结构和功能，构建本草物质资源库，阐述中药的多组分、多靶点整体调节机制。

3.2 意义：由于中药药效物质基础复杂，所含化合物种类多样，现有质量控制方法还没有建立起面向多组分物质组的释放度溶出度质量控制方法，难以保证具有释放过程的中药制剂溶出度性质的稳定、可控，不能对多组分中药及其复方制剂的体内、体外释放过程进行量化控制。通过研究物质组释放动力学，可以建立一种既符合中医药多组分、整体性特点，又满足现代药物对安全性、有效性、稳定性和可控性的要求的质量控制方法。

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作者简介：

第5篇：系统生物学的定义范文

关键词：《分子生药学》；教学内容；教材

分子生药学是将生药学与分子生物学有机融合而成的新兴交叉学科，不仅继承了传统生药学的内容，更赋予生药学新的任务和挑战，是利用分子生物学技术研究药用动植物的系统进化和鉴定、种质资源评价与保护、道地药材形成机制和活性成分合成与调控的一门学科[1]。1995年中国中医科学院院士黄璐琦发表在《中国中药杂志》的《展望分子生物技术在生药学中的应用》一文中首次提到分子生药学的概念[2]。这个学科创新性地将分子生物学理论知识应用于中药研究中，是生药学的一个新兴分支，具有显著的学科交叉属性。该学科的分子生物学技术在中药资源和中药鉴定等领域中的应用越来越普遍。目前，已有近30所高等院校针对本科或研究生开设了分子生药学课程及对应的实验课[3]。从2008年新世纪全国高等中医药院校创新教材《分子生药学》出版[4]，到2017年全国中医药行业高等教育“十三五”规划教材《分子生药学》[5]及国家卫生和计划生育委员会“十三五”规划教材《分子生药学专论》出版[6]，到2019年国家卫生健康委员会“十三五”规划教材《分子生药学》出版[7]，再到全国中医药行业高等教育“十四五”规划教材的编写，标志着分子生药学教育体系已经建成，分子生药学教学体系建设日渐完善[8]。开设此学科既为中药鉴定提供了新的思路方法，也有助于学生更好地利用综合知识解决在中药鉴定及中药资源研究上遇到的问题。2001年，北京中医药大学在全国领衔开设分子生药学本科课程[9]，经过近二十年的教学实践，培养应用型人才，公开出版分子生药学配套教材3部，其中“十三五”规划教材两部。

1不同版本《分子生药学》整体结构内容对比

我国分子生药学二十多年来经历了从无到有的变迁，虽然分子生药学理论研究起步晚，但是经过不断更新先进的理论知识，再加上不断补充前沿的研究成果，近年来分子生药学研究有了质的飞跃。《分子生药学》3个不同版本教材的编排目的和适用对象不同。2017年国家卫生和计划生育委员会“十三五”规划教材《分子生药学专论》是针对中药学、中药资源与开发、中药制药和药学等专业的研究生所用。2017年全国中医药行业高等教育“十三五”规划教材《分子生药学》是针对中药学、中药资源与开发、中药制药和药学等专业的本科生所用。《分子生药学》（中国中医药出版社）绪论部分概述了分子生药学起源、含义、任务及学习方法等内容，具有整体导读作用。本书正文部分较其他两个版本而言更加凝练，介绍了分子生药学的基本原理、中药分子鉴定技术、中药活性成分生物合成与生长和道地药材形成的遗传机理四部分内容，将重点置于培养学生的分子鉴定技术理论基础和操作能力上。虽然全书内容较少，但具有极强的实用性和概括性，有利于学生学习掌握。《分子生药学》（人民卫生出版社）绪论部分总结性地介绍了分子生药学的定义、形成与发展以及研究内容，并在章节末提出关于本学科发展前景的开放式讨论，为全书做了有深度的铺垫。正文部分将条理清楚的理论知识与简洁易懂的彩图相结合，图文并茂，详略有序。全书重点阐述中药分子鉴定、中药种质资源、中药资源功能基因组和中药资源活性成分的生物合成与调控。在此基础上拓展了药用植物生长、道地药材及其品质的形成机制以及中药活性成分的生物技术生产等内容。本书突出介绍通过获取中药DNA条形码序列对中药进行快速准确鉴别的理论知识及实际操作步骤，结合前沿理论研究案例及开放性的复习思考题，有利于加深学生对分子生药学学科内涵的理解并提高其分子鉴定技术操作水平。《分子生药学专论》（人民卫生出版社），概论部分分为5个小节，分别介绍了生药及其研究历史以及分子生药学的含义、形成背景、研究内容及任务，并在最后提出对本学科的几点展望，对学生具有重要的启示作用。正文内容包括分子生物学基础、药用植物分子系统学研究与应用、中药的分子鉴定、道地药材及品质形成机制、药用植物功能基因组学与系统生物学、药用植物种质资源保护、次生代谢产物的生物生产以及中药合成生物学的研究与应用，正文部分着重介绍中药分子鉴定以及道地药材形成机制，学生通过学习本书能够较好地掌握分子鉴定技术的理论基础和操作方法。

2不同版本《分子生药学》

编排方式对比（见表1~2）《分子生药学》（中国中医药出版社）全书分为5个章节，包括1章绪论及4章正文内容。全书按照分章分节分点的布局方式进行编排，概括性较强，有助于学生快速掌握学习重点。《分子生药学》（人民卫生出版社）全书分为8个章节，包括1章绪论及7章正文内容。除绪论外，每一章都下分多个小节，每个小节按照“学习目的—基础性名词—案例导入—正文”的结构编排，全书编排顺序富有逻辑性和层次感，清晰的框架让学生能够通过目录就快速抓住学习重点。每个章节后都附有复习讨论题，有助于学生巩固所学内容。《分子生药学专论》（人民卫生出版社）全书分为9个章节，包括1章概论及8章正文内容。每一章节都下分多个小节，每小节内容又被细分为几大点，结构清晰，一目了然。每一章章首附有导读，导读部分通过对本章内容进行高度概括来指导学生迅速抓住重点并掌握其内在逻辑，起到了引导作用。

3不同版本《分子生药学》

内容体系对比（见表3）3种不同版本《分子生药学》教材基本都包括了分子生药学的含义、内容和任务，DNA、RNA和蛋白质的基本技术原理，中药分子鉴定的概念、研究方法、研究进展，药用植物种质资源遗传多样性及分子评价，中药活性成分的生物合成途径及其中的结构基因和调控基因，中药活性成分的体外培养和异源生产等内容。从3种不同版本《分子生药学》的内容体系中可发现，各个版本教材之间是相互制约、相互依存和相互促进的。黄璐琦院士提出现阶段《分子生药学》是以中药分子鉴定为基础、道地药材形成分子机制为特色、应用合成生物学生产活性成分为前沿，密切结合中药生产和科研实践，具有综合性与创新性结合、可读性与实用性统一的特色。

4对《分子生药学》教材的展望

4.1结合各个版本优势，增强结构的完整性

以上3个版本教材在编排上均具有突出优势，期望未来新版本的《分子生药学》教材能够结合以上各版本的优势，如分章分节分点作目录、章节前附导读以及案例、章节末附复习思考题等，进一步增强其结构的完整及严谨性。

4.2加快版本更新速度，确保内容的创新性

近年来，分子生药学已发展成为热门学科，具有一定的研究热度，因此，教材的更新速度应该紧跟其研究进度，结合最新研究，及时纠正原教材中的一些错误内容，并对新的研究成果进行补充，以确保教材内容的准确性和创新性。

4.3适当进行图文扩展，增强学习的趣味性

传统的教材大多具有趣味性不够的弊病，纯粹的理论知识会让教材略显枯燥。因此，可适当插入一些图片及趣味性的案例，提高学生的学习兴趣，图文并茂的内容也会加深学生的形象记忆，从而有利于其掌握所学知识。随着分子生物技术发展，分子生药学在现代中医药研究中的作用越来越突出，教材是学科知识的载体，也是学科知识体系的浓缩和体现。因此，应及时优化教材内容体系，从而提高教学质量和教学效率，提高学生对该学科的兴趣。

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第6篇：系统生物学的定义范文

关键词：计算思维；融合

doi：10.16083/ki.1671-1580.2017.04.030

中图分类号：G642

文献标识码：A

文章编号：1671-1580（2017）04-0104-03

一、介绍

计算思维是人类在思维过程中参与制订问题及其解决办法的一种思维模式，通过这种方式能快速、有效地进行信息处理，提出问题的解决方案。计算思维几十年来在学术界有着不同的名称和定义。1962年由Alan Perlis最早提出，同时阐述了卡内基理工学院（现在是卡内基・梅隆大学）的编程入门课程。基于他的研究Seymour Papert在1980年使用编程语言进行数学概念的教学，正如所望，程序性的思维（即“像计算机一样思考”）被认为是构成整体思维技能的一部分。直到2006年，JeanetteWing在ACM美国计算机学会通讯发表了“计算思维”这篇文章，从此，计算思维得到了新的定义。Wing提出计算思维不只对计算机这门学科的专家有用的一种技能，而是任何人在解决问题和发现计算解决方案时都能使用的心理过程。在这个更广泛的意义上，计算思维可视为一项与所有学科有关的技能，不仅仅是计算机科学。

Denning提出了计算思维本身是否是科学探究的一个方面、问题或延伸，事实上可能被纳入更广泛的科学原理的架构问题。计算科学出现在其他科学中，不是作为一个流动的概念，而是一个来自科学本身的概念。计算思维被看作是这种科学的一个特点。而不是计算机科学的一个显著特征。

二、计算思维与各学科的融合

计算思维与各学科专业有着千丝万缕的联系，要分析“计算”与各学科之间的融合关系，依据专业需求和学生特点来设置相应的课程内容和教学方法。在教学和学习方法的创新中，非计算机专业的计算思维的培养取决于跨学科的兴趣和延伸。Rob.errs等人设计了计算思维与自然和社会科学方面进行交叉的训练方法并进行了拓展。Curzon等人提出“最美的计算是工程、科学、艺术；它没有明确的边界，并涉及到每个学科。这种跨学科的方法给了我们机会来提高学生除计算机以外的兴趣”。通过计算机与非计算机学科之间的交叉培养来提高学生的计算思维，将计算这种思想与各专业相结合，以促进专业的学习。

（一）计算思维与STEM领域的融合

在大学教育中，关于计算思维的实践教学研究主要在科学、技术、工程和数学（sTEM）领域中。目前，计算机科学与生物学之间已经出现了交叉重叠的概念。Navlakha和Bar-Joseph提出了如何在系统生物学和计算思维的各种概念交叉点上进行融合。值得注意的是，从计算思维的角度来看，这两个学科的交叉点出现在“传统”（基于图灵）的概念中，例如神经网络的概念。他们主张进一步融合两个学科，将提高对生物进化的理解，同时也能改善各种算法的设计。秦红设计的基于计算思维的生物信息学课程得到了学生积极的回应，但由于各种因素，比如学生在学习更多的计算机技术的不适应，如Linux，以及计算机实验室设计中所出现的各种问题表明需要进一步改革教学环境与方法。

在物理学方面，Caballero，Kohlmyer and Schatz使用VPython编程环境引入计算思维概念介绍力学课程教学。他们发现“解决一系列计算作业中的问题之后，大多数的学生都能够成功塑造出一个新的问题”。在这些情况下，学生未必能建立一个成功的模型，但通过对质量问题分析和调试技能的额外关注，性能将会得到提高。

Hambrusch等人研究并创建了儆诳蒲Ф非特定领域的计算思维主修课程。此课程能够满足一般的计算要求，大学中应用编程和计算思维概念处理物理学、生物学和统计学中的问题。从学生的进入和退出统计中分析，在计算机科学和计算机编程中学生的完成度有所增加。

计算思维在STEM领域中的交叉及应用使学生通过计算思维的训练，解决问题的能力有所提高。

（二）“计算”概念在非STEM领域中的不确定性

将计算思维方法纳入非计算机科学和数学领域之外的学科是很困难的。一是由于“计算”概念的不确定性，二是因为计算思维是仅限于使用一个封闭的、基于图灵模型的计算方法来解决问题的观念。

例如，通过计算机的数据采集和处理的应用使得考古领域取得重大进展。它现在能通过计算构造出详细的3D可视化考古遗址，包括人工分布以及放射性探测等资料。基于Agent的建模已被用于探索史前环境与人类互动的假设。但简单地将一个计算机科学家加入到考古发掘中（或甚至只是对人进行复杂的硬件或软件使用方面的培训），并不意味着“计算思维”已经成为整个领域的主要内容。

过于扩大“计算”作为形容词在各个领域中的应用，计算机作为工具和计算思维也有可能造成混淆。“计算考古学”在不同的上下文中可以有截然不同的意义。在考古界的学术领域，它描述了应用程序的计算机工具、网站分析和集合的工具。在基因学研究领域，它是一套分析物种之间的基因水平转移的方法。这种缺乏精度的术语使它更难确定计算思维在高等教育中的实际应用。

三、交叉学科的融合障碍

计算思维在人文学科中的应用并不广泛，虽然在个别机构对此做出了研究。例如，斯坦福大学文学实验室，将计算思维的各元素应用于文学作品中，从计算思维借鉴来的应用图理论对威廉・莎士比亚、红楼梦等作品中的人物关系和相互作用进行网络分析。然而，人文学科的构成问题使用“传统”算法（图灵型）可能会难以解决。计算思维在文学研究的应用，并非不重要那么简单，而是因为被分析的数据也是含糊不清，而且计算分析文本的困难将随着语义维度的增加而变得越来越难。

此外，在人文学科内还有在某些情况下很难使用分析技术，因为其含义有可能被简化。人文是致力于解释，作为知识的概念来理解现象、社会、文化的世界，是通过构想和制定的行为，没有机械或自然主义写实表示的预先存在的、明显的信息。Papert指出当考虑科学知识时，创建“命题性的知识”和“程序性知识”是存在二义性风险的。例如，自然语言理解一直是计算机专业领域所研究的重点课题，其中所涉及到的语义网络、本体映射等都是计算机科学的研究范畴。而研究的一些成果已经有大量的应用，若从此来看人文学科与计算机的交叉意义已非分析那么简单。

尽管如此，在一些人文和社会科学领域中依然有一些算法被提出。例如，在政治学领域，Frohock观察到算法思想的线性和基于规则的性质可能成为一个多元化的社会的必要条件。Turkle和Pap.ert指出纯粹的形式主义计算模型的影响，他们还进一步提出除了计算问题方法的不同之外，还可能通过关于学生性别和思维方式等社会假设进行强化。但是，许多反对在人文和艺术中应用计算思维的人假设计算思维是闭合的、有限的的理论和方法；重点是新兴的计算模型和计算机科学家跨学科培训可能鼓励计算思维方法的发展更适用于人文和美术的“开放――终结”问题方面的研究。

在音乐表演领域，Edwards提出音乐可以通过计算机进行合成。他将计算机应用到二十世纪中叶起源的音乐作品中，使用计算机程序塑造人声部分并与音乐进行合成，而这一应用印证了合成音乐的算法的有效性，是人机协作的完美体现。我们认为人类情感思维的不确定性和计算思维融合扩大了人们的创造力和扩展力，而计算思维则推动了交互计算的新模型的发展。

将计算思维加入到人文与艺术领域的主修课程中，需要适当的介绍计算思维的原理。Cortina指出“非技术性非专业的严谨和细节需要正确编写计算机程序是必不可少的”。对此他提出制定一个新的课程作为编程入门的替代课程。其重点是无需任何实际的编程算法和计算思维原理，而不是编写代码，学生用流程图模拟器创建简单的计算机游戏。soh等人提出更为详细的跨学科计算思维课程，这个是针对文艺复兴时期的艺术提出的计算项目，并在内布拉斯加大学进行通用。这一项目跨越了计算机、工程、人文和美术等多个学科。该项目提出了多种途径，通过一系列的专门根据工程、科学、艺术或人文为主要研究I域的学生设计计算机科学课程，学生还将参与协作学习活动，不同的学生群体将分配到跨学科项目中的不同工作中。

第7篇：系统生物学的定义范文

关键词：慢性心力衰竭；中医；CHF 

慢性心力衰竭(CHF)通常指临床所称的充血性心力衰竭，是各种心脏疾病导致心功能不全的一种复杂的临床综合征。CHF是一种心室泵血能力下降，心排血量降低，不能满足肌体代谢需要的疾病[1]。其发病率、死亡率、病残率高，严重影响患者生命和生活质量。现已明确心室重构是慢性心力衰竭的基本发病机制，目前中西医药物治疗CHF研究的热点是心室重构。如何逆转、延缓心室重构是目前CHF治疗的主要目标，但仅处于初始阶段。近年来，随着基因组学，蛋白组学和系统生物学的迅猛进展，大量生物信息的不断涌现，确定心血管疾病的生物标志物已经成为一种迫切需求，目前正在不断地从定义到方法学上进行规范化。[2]寻求相应的疗效佳、副作用少的防治药物，指导心衰治疗，一直是新药研究的方向。 

 

1 中医古代文献整理 

 

古老的中医文献对心衰的描述早有记载。《素问·逆调论》云“若心气虚衰，可见喘息持续不已”，“夫不得卧，卧则喘者，是水气之客也”，指出了阳气虚衰，水气射肺的征象。《素问·脉要精微论》云“细则气少，涩则心痛”，指出脉诊提示心衰以气虚、瘀血为病因。汉代张仲景在《内经》理论的基础上，进一步提出了与心衰有关的“支饮”与“心水”两个疾病的概念，如《金匮要略·痰饮篇》云“膈间之饮，其人喘闷、心下痞坚，面色黎黑”，《金匮要略·水气篇》云“心水者，其身重而少气，不得卧，烦而悸，其人阴肿”，指出阳虚水泛之征，并在伤寒论中创造性的提出真武汤、葶苈大枣泻肺汤等，至今仍是治疗心衰的主要方剂。《金匮要略·痰饮咳嗽篇》云“水停心下，甚者则悸，微者短气”，指出心衰病因是气虚痰饮。《伤寒明理论》指出心悸之由，“一者气虚，二者痰饮”。宋代赵佶《圣济总录·心脏门》中首提“心衰”病名，“心衰则健忘，心热则多汗，不足则胸腹协下与腰背引痛，惊悸恍惚，少颜色，舌体强”，《医参》中记载“主脉，爪甲不华，则心衰矣”以及《素问·痹论》云“心痹者，脉不通，烦则心下鼓，暴上气则喘”，指出了心衰的临床表现甚至病情猝然加重的可能。据中医理论“心主血脉”、“诸气皆属于肺”、“脾主运化”、“肾者水脏，主津液”，中医认为心衰的发生主要在于脏腑的虚损，病位在心，并与肺、脾、肾的功能紊乱有关，与气、血、水关系密切，[3]归属于心悸、咳喘、水肿、积聚等范畴。病理特点是本虚标实，心阳(气)虚为本，水停血瘀为标。病机认为是气虚血瘀、阳虚水泛、阴虚生热、聚湿成痰，从而出现心悸、短气、喘息动则尤甚、不能平卧、少寐、尿少浮肿、腹胀纳少、舌质淡或暗，苔薄白或黄腻。尽管近年来中医对病因病机的认识基本趋于一致，但仍各有侧重。[4]。 

 

2 临床应用概况 

 

辨证论治始终是中医诊疗特色，尽管目前辨证各有千秋。辨证分型[5，6]主要有：①心肺气虚——益气养心——养心汤，生脉散，归脾汤加减。代表医家史载祥，许心如，成启予等。②气阴两虚——益气养阴——生脉散合炙甘草汤加减。代表医家：顾景琰等。③阳虚水泛——温阳利水——真武汤，苓桂术甘汤，五苓散加减。代表医家：陈鼎祺，邓铁涛，韩子江，廖家桢，马连珍，刑月朋，赵锡武，秦伯末等。④血瘀水阻——活血利水——桃红四物汤合五苓散，血府逐瘀汤加减。代表医家：汤益明，李介鸣，刘家骏等；⑤阳气虚脱——回阳救逆——参附龙牡汤，四逆汤加减。代表医家：柯雪帆，周次清，任继学等。同时还有张铭熙温阳利水活血方(炙附子10g，干姜10g，白术15g，猪苓15g，茯苓20g，葶苈子15g，川芎10g，延胡索15g，水蛭6g，炙甘草10g)每日1剂，水煎服，15天为1疗程，两组共2个疗程后判定疗效。结论：温阳利水活血法治疗慢性心力衰竭，可明显减轻症状，改善心功能，提高患者生活质量。曲营等运用生脉散为主方加味治疗气阴两虚型慢性充血性心力衰竭效果显著。李雪瑞，董飞侠以强心合剂基本方：红参6g(另炖)，黄芪30g，熟附子10g(先煎)，麦冬12g，五味子10g，葶苈子12g(包煎)，北五加皮10g，泽泻15g，丹参30g，川芎12g，赤芍12g，炙甘草10g益气温阳、活血利水治疗CHF疗效满意。[7]赵金钟用强心合剂红参6g，麦冬15g，五味子10g，附子10g，北五加皮6g，葶苈子30g，车前子20g，茯苓12g，白术10g，丹参20g加减益气活血利水治疗CHF疗效满意。[8]陈晓虎，丁以艳，唐蜀华，蒋萌，洪建军强心合剂由黄芪、附子、丹参、葶苈子等药物组成益气温阳、活血利水佐以养阴的冶法治疗充血性心力衰竭取得一定的疗效。[9，10]几千年来，运用中医辨证分型治疗心衰的效果显著，于是许多学者进行了关于中药改善心功能机理的研究：①一是心气虚与心功能的研究。中医学认为“心主身之血脉”，心气是推动血脉运行的动力，与现代医学所说的心脏泵血功能一致。许多研究资料表明，心气虚患者的左心功能异常。用超声心动图对心气虚患者的左心功能研究发现，心气虚者的每搏输出量，每分排血量减少，射血分值，射血指数，左室心轴缩短百分率均值减少，与其他虚症比较，有高度显著性。②二是治疗研究。单味药的研究：葶苈子，附子，罗布麻根，福寿草，北五加皮等有类强心甙作用，可增强心肌收缩力，减慢心率；附子，黄芪，丹参，红花，当归，川芎，赤勺，回心草等可扩张血管，减轻心脏后负荷；黄芪，茯苓，猪苓，车前子，白术，泽泻，玉米须，益母草等具有利尿，降低心脏前负荷的作用。复方研究：生脉散经临床及实验研究证实，本方具有升压，强心及改善外周循环的作用，可使心脏收缩力增强和冠状动脉循环改善[11]。抗心衰I号：葶苈子30~50g，丹参15g，枳实15g。心衰合剂：葶苈子，桑白皮，车前子，生黄芪，太子参，丹参各30g，泽泻15g，麦冬15g，五味子10g，全当归10g。中成药研究：北五加片20mg，3d后改维持量10~20mg/d。丹参注射液，红花注射液，参麦注射液，生脉注射液均可增加冠脉流量，改善心肌供血，临床研究可改善心功能。

3 研究现状及思考 

第8篇：系统生物学的定义范文

论文摘要：阐述了现代医家对慢性心力衰竭病因病机的认识。本病本虚标实，以阳气虚衰为主，以瘀血水饮为标，虚实夹杂贯穿于发病始终；其治疗以辨证分型论治为主，并结合临床单方验方、中成药制剂等，临床疗效较好。今后的研究应利用现代科学技术，宏观与微观相结合，基础研究与临床研究并重。

慢性心力衰竭(CHF)通常指临床所称的充血性心力衰竭，是各种心脏疾病导致心功能不全的一种复杂的临床综合征。CHF是一种心室泵血能力下降，心排血量降低，不能满足肌体代谢需要的疾病[1]。其发病率、死亡率、病残率高，严重影响患者生命和生活质量。现已明确心室重构是慢性心力衰竭的基本发病机制，目前中西医药物治疗CHF研究的热点是心室重构。如何逆转、延缓心室重构是目前CHF治疗的主要目标，但仅处于初始阶段。近年来，随着基因组学，蛋白组学和系统生物学的迅猛进展，大量生物信息的不断涌现，确定心血管疾病的生物标志物已经成为一种迫切需求，目前正在不断地从定义到方法学上进行规范化。[2]寻求相应的疗效佳、副作用少的防治药物，指导心衰治疗，一直是新药研究的方向。

1中医古代文献整理

古老的中医文献对心衰的描述早有记载。《素问·逆调论》云“若心气虚衰，可见喘息持续不已”，“夫不得卧，卧则喘者，是水气之客也”，指出了阳气虚衰，水气射肺的征象。《素问·脉要精微论》云“细则气少，涩则心痛”，指出脉诊提示心衰以气虚、瘀血为病因。汉代张仲景在《内经》理论的基础上，进一步提出了与心衰有关的“支饮”与“心水”两个疾病的概念，如《金匮要略·痰饮篇》云“膈间之饮，其人喘闷、心下痞坚，面色黎黑”，《金匮要略·水气篇》云“心水者，其身重而少气，不得卧，烦而悸，其人阴肿”，指出阳虚水泛之征，并在伤寒论中创造性的提出真武汤、葶苈大枣泻肺汤等，至今仍是治疗心衰的主要方剂。《金匮要略·痰饮咳嗽篇》云“水停心下，甚者则悸，微者短气”，指出心衰病因是气虚痰饮。《伤寒明理论》指出心悸之由，“一者气虚，二者痰饮”。宋代赵佶《圣济总录·心脏门》中首提“心衰”病名，“心衰则健忘，心热则多汗，不足则胸腹协下与腰背引痛，惊悸恍惚，少颜色，舌体强”，《医参》中记载“主脉，爪甲不华，则心衰矣”以及《素问·痹论》云“心痹者，脉不通，烦则心下鼓，暴上气则喘”，指出了心衰的临床表现甚至病情猝然加重的可能。据中医理论“心主血脉”、“诸气皆属于肺”、“脾主运化”、“肾者水脏，主津液”，中医认为心衰的发生主要在于脏腑的虚损，病位在心，并与肺、脾、肾的功能紊乱有关，与气、血、水关系密切，[3]归属于心悸、咳喘、水肿、积聚等范畴。病理特点是本虚标实，心阳(气)虚为本，水停血瘀为标。病机认为是气虚血瘀、阳虚水泛、阴虚生热、聚湿成痰，从而出现心悸、短气、喘息动则尤甚、不能平卧、少寐、尿少浮肿、腹胀纳少、舌质淡或暗，苔薄白或黄腻。尽管近年来中医对病因病机的认识基本趋于一致，但仍各有侧重。[4]。

2临床应用概况

辨证论治始终是中医诊疗特色，尽管目前辨证各有千秋。辨证分型[5，6]主要有：①心肺气虚——益气养心——养心汤，生脉散，归脾汤加减。代表医家史载祥，许心如，成启予等。②气阴两虚——益气养阴——生脉散合炙甘草汤加减。代表医家：顾景琰等。③阳虚水泛——温阳利水——真武汤，苓桂术甘汤，五苓散加减。代表医家：陈鼎祺，邓铁涛，韩子江，廖家桢，马连珍，刑月朋，赵锡武，秦伯末等。④血瘀水阻——活血利水——桃红四物汤合五苓散，血府逐瘀汤加减。代表医家：汤益明，李介鸣，刘家骏等；⑤阳气虚脱——回阳救逆——参附龙牡汤，四逆汤加减。代表医家：柯雪帆，周次清，任继学等。同时还有张铭熙温阳利水活血方(炙附子10g，干姜10g，白术15g，猪苓15g，茯苓20g，葶苈子15g，川芎10g，延胡索15g，水蛭6g，炙甘草10g)每日1剂，水煎服，15天为1疗程，两组共2个疗程后判定疗效。结论：温阳利水活血法治疗慢性心力衰竭，可明显减轻症状，改善心功能，提高患者生活质量。曲营等运用生脉散为主方加味治疗气阴两虚型慢性充血性心力衰竭效果显著。李雪瑞，董飞侠以强心合剂基本方：红参6g(另炖)，黄芪30g，熟附子10g(先煎)，麦冬12g，五味子10g，葶苈子12g(包煎)，北五加皮10g，泽泻15g，丹参30g，川芎12g，赤芍12g，炙甘草10g益气温阳、活血利水治疗CHF疗效满意。[7]赵金钟用强心合剂红参6g，麦冬15g，五味子10g，附子10g，北五加皮6g，葶苈子30g，车前子20g，茯苓12g，白术10g，丹参20g加减益气活血利水治疗CHF疗效满意。[8]陈晓虎，丁以艳，唐蜀华，蒋萌，洪建军强心合剂由黄芪、附子、丹参、葶苈子等药物组成益气温阳、活血利水佐以养阴的冶法治疗充血性心力衰竭取得一定的疗效。[9，10]几千年来，运用中医辨证分型治疗心衰的效果显著，于是许多学者进行了关于中药改善心功能机理的研究：①一是心气虚与心功能的研究。中医学认为“心主身之血脉”，心气是推动血脉运行的动力，与现代医学所说的心脏泵血功能一致。许多研究资料表明，心气虚患者的左心功能异常。用超声心动图对心气虚患者的左心功能研究发现，心气虚者的每搏输出量，每分排血量减少，射血分值，射血指数，左室心轴缩短百分率均值减少，与其他虚症比较，有高度显著性。②二是治疗研究。单味药的研究：葶苈子，附子，罗布麻根，福寿草，北五加皮等有类强心甙作用，可增强心肌收缩力，减慢心率；附子，黄芪，丹参，红花，当归，川芎，赤勺，回心草等可扩张血管，减轻心脏后负荷；黄芪，茯苓，猪苓，车前子，白术，泽泻，玉米须，益母草等具有利尿，降低心脏前负荷的作用。复方研究：生脉散经临床及实验研究证实，本方具有升压，强心及改善外周循环的作用，可使心脏收缩力增强和冠状动脉循环改善[11]。抗心衰I号：葶苈子30~50g，丹参15g，枳实15g。心衰合剂：葶苈子，桑白皮，车前子，生黄芪，太子参，丹参各30g，泽泻15g，麦冬15g，五味子10g，全当归10g。中成药研究：北五加片20mg，3d后改维持量10~20mg/d。丹参注射液，红花注射液，参麦注射液，生脉注射液均可增加冠脉流量，改善心肌供血，临床研究可改善心功能。

3研究现状及思考

一个世纪以来，对CHF机制的认识经历了不断深化和完善的过程[12，13]：上世纪40~60年代为心肾学说，认为心衰是心脏受损后搏出量或回心血量降低，即后向性和前向性衰竭学说，主要症状是水肿，首选药物为洋地黄类和利尿剂；上世纪70~80年代为血流动力学说，即前、后负荷学说，认为外周阻力增加是主要成因，故强调在强心、利尿的基础上使用血管扩张剂，以改善呼吸和四肢乏力；上世纪90年代以来为心室重塑学说，认为CHF发生、发展的基本机制是心室重塑(VentricularRemodelling)。心室重塑是由一系列复杂分子和细胞机制导致心肌结构、功能和表型的变化，是神经激素-细胞因子系统长期、慢性激活的结果。该系统包括肾上腺素能神经系统，主要是去甲肾上腺素(NE)水平升高；肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)，表现为血管紧张素II(AgII)和醛固酮(ALD)水平升高；致炎性细胞因子系统，表现为肿瘤坏死因子(TNF-a)、白介素(IL-6、IL-10、IL-18)，以及一氧化氮合酶(NOS)水平升高；此外，抗利尿激素、钠尿肽类[主要是心钠素(ANP)、脑钠素(BNP)和C钠素(CNP)]以及内皮素(ET)等水平也显著升高。CHF病理生理的研究成果带来了药物治疗策略的根本转变。随着现代医学飞速发展，西医治疗CHF观念的根本性转变给中医药治疗CHF提出了挑战与机遇。洋地黄、利尿剂、血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)和β-受体阻滞剂是目前CHF患者常规治疗使用的4类药物，这些药物的作用已经在大规模临床试验中得到证实，使用中的主要问题是能否充分使用。王振涛等对wistar心衰模型大鼠注射活血注射液(由党参、黄芪1∶1组成)，用放射免疫法测得模型组心肌局部RA、AngⅡ明显高于假手术组；活血、益气注射液可以降低心肌局部RA、AngⅡ活性，其作用是由于对心肌局部RA、AngⅡ的内分泌和旁分泌有明显抑制作用。提示活血、益气中药是通过调节内分泌系统活性而治疗心衰的机理。蔡辉等对实验性心衰模型大鼠采用放射性免疫法测得中药鹿角方口服液(由鹿角、补骨脂、羊藿、女贞子、沉香等组成)能使心肌Ang1I及血浆Ang1I水平较模型组下降，并与剂量呈正相关。说明中药对肾素-血管紧张素系统的调节作用已越来越被证实。张道亮研究显示保心合剂能调控心衰时大鼠神经内分泌水平，具有积极的治疗意义。徐伟建等选用Wistar大鼠，采用缩窄腹主动脉法制作心衰模型。随机分为空白组、模型组、保心合剂高/中/低剂量组、西药组、伪手术组，给药4周；用放免法观察保心合剂对心衰大鼠AngII、IL-6的影响。结果中药高、中剂量组及西药组与模型组AngII相比均有显著性差异，模型组与中药低剂量组无差异。刘革命等选择37例CHF患者给予康达心口服液治疗，治疗前后测定患者血浆中的PRA、AngII、ALD含量，同时设27例正常人为对照组。结果：CHF组与对照组比较：PRA、AngII、ALD均有明显升高，差异有显著性(P<0.001)。CHF患者在康达心口服液治疗前后其血浆PRA、AngⅡ、ALD有明显降低，差异有显著性(P<0.001)。结论：CHF患者肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)活性增高，康达心口服液对CHF患者RAAS有抑制作用。邹国辉，刘中勇等中药强心合剂(制附片10g，炙黄芪20g，桂枝10g，葶苈子20g，丹参20g，白芍20g，茯苓20g，泽兰10g，益母草15g，桃仁10g，北山楂20g，炙甘草6g)明显改善患者左心室的舒缩功能，延缓心室重构并且降低血浆BNP水平.是一种治疗CHF安全有效的中药制剂。

综上所述，回顾慢性心力衰竭辨证治疗研究历史，得到的最重要启示是中医药多途径、多靶向、副作用小的特点治疗CHF疗效确切，但缺乏严格的大规模、多中心的临床研究和科研评价。21世纪心衰的发生率还将上升，对于心衰辨证治疗的标准化客观化和规范化的统一，超微层面的作用机理以及基因水平的研究，无论中医还是西医，都需要我们从更广更深的领域进行不懈地研究和探索。

参考文献：

[1]刘新民，伍汉文.心力衰竭心血管疾病鉴别诊断与治疗学(第一版)[M].北京：人民军医出版社，2006：1-2.

[2]胡大一，马长生.心血管疾病生物标志物心脏病学实践(第六版)[M].北京：人民卫生出版社，2006：477-488.

[3]霍根红.谈气、血、水相关理论与心力衰竭[J].河南中医药学刊，1995，10(4)：8-9.

[4]张于彬，郑宗铐.充血性心力衰竭(第二版)[M].北京：科学技术文献出版社，1997：531.

[5]史大卓，李立志.慢性心功能不全疾病篇心脑血管病(第二版)[M].北京：人民卫生出版社，2006：337-387.

[6]沈绍功，王承德，韩学杰等.中医心病治法大全(第一版)[M].北京：中国中医药出版社，2005：115-119.

[7]李雪瑞，董飞侠.强心汤治疗慢性心力衰竭60例疗效观察[J].内蒙古中医药，1994，4(2)：78-80.

[8]赵金钟.强心合剂治疗慢性难治性心力衰竭[J].天津中医学刊，2000，4，(17)，2.

[9]陈晓虎，丁以艳.强心合剂对大鼠充血性心力衰竭血流动力学及心钠素的影响[J].南京中医药大学学报(自然科学版)，2001，3(17).

[10]陈晓虎，唐蜀华，成启予，等.强心台剂治疗充血性心力衰竭30例临床观察[J].南京中医药大学学报，1993，9(2)：15.

[11]中华医学会心血管病学分会，中华心血管病杂志编辑委员会.慢性收缩性心力衰竭治疗建议[J].中华心血管病，2002(30)：7-23.

[12]PallJK，widdopRE.Persistentcardiovasculareffectsofchronicreninangiotensinswysteminhibitionfollowingwithdrawalinadultspontaneouslyhypertensiverats[J].Jhypertens2001(19)：1393-1400.

第9篇：系统生物学的定义范文

关键词：中医发展；哲学思维

中图分类号：R2－03　文献标识码：A　文章编号：1673－7717(2008)07－1413－03

在目前的中医发展问题研究中存在着一种拒斥哲学的倾向，表现有三：(1)把中医理论中的哲学特质看成是中医发展的最大障碍，否认哲学在中医发展中的积极作用；(2)虽不明确否认哲学在中医理论中的地位，但对哲学在中医发展中的作用持怀疑态度；(3)在中医发展研究中缺少哲学的指导和配合。这种倾向对于具有浓厚哲学色彩的中医学的发展是极其不利的。笔者认为，中医在现代的发展仍需保留其哲学特质，也离不开哲学的指导和参与。

1　哲学作为中医理论的基础在今天仍具有合理性

中医的特色之一就是以哲学为其理论的基础。中医在产生初期是与哲学紧密结合在一起的，这是因为：一方面，在古代自然科学尚未从哲学中分化出来，各种自然科学知识包括医学知识都以自然哲学的形式存在于哲学知识的母体之中。另一方面，由于当时的医学知识贫乏，无法揭示人体的内部成分和组织结构以及致病的原因和机理，因而对人体和疾病的认识也就不得不采取哲学思辨和猜测的方式。是中医以朴素唯物主义和朴素辩证法作为自己的理论基础，使得中医能够树立大体正确的人体观、疾病观和辨证论治的原则，并以朴素唯物主义和朴素辩证法为基础，建构了自己的整个理论体系。

随着近代欧洲自然科学的兴起，医学和其他自然科学逐渐从哲学中分化出来成为独立的学科。西方的古代医学把自己建立在自然科学和实验的基础之上，完成了由朴素医学到科学医学的转变，从而获得了巨大的发展，成为世界医学发展的主流形态。中国的自然科学由于中国独特的文化背景和特殊的国情而未能有长足的发展。因此，中医没有象西医那样获得自然科学和实验的有力支持，没有走上医学发展的常规道路，造成“中医发展两千多年来只有量变，没有质变。”直到今天仍然停留在朴素医学阶段。

中医在当代如何发展已经成为近年来学术界关注的热点问题，很多学者对中医的发展提出了自己的建议，对中医存在的问题进行了深入的分析。其中有一些学者对哲学作为中医理论的基础颇有非议，甚至把它看成是中医发展的最大障碍。实际上，哲学作为中医理论的基础在今天仍具有合理性。中医能够有效地诊治疾病，除了它是同疾病长期作斗争的经验总结之外，也与它的理论基础是朴素唯物主义和朴素辩证法哲学有着密切的关系。朴素唯物主义和朴素辩证法尽管存在着直观性、猜测性等缺陷，但它们对客观世界的整体把握是大体正确的。唯物主义和辩证法与自然科学在本质上是一致的，都是对客观世界唯物辩证性质的正确反映。唯物主义和辩证法哲学是在宏观或一般层次上的反映，而自然科学则是在微观或具体层次上的反映。因此，以哲学为基础的中医和以自然科学为基础的西医都能够正确地认识和治疗疾病，这正是哲学作为中医理论基础在今天仍具有合理性的根本原因。中医运用哲学建立的唯物主义的人体观、疾病观、辨证论治的思维方法和包含丰富辩证法思想的“君臣佐使”的组方原则，直到今天仍保持着旺盛的生命力。中医突出的疗效也充分证明了哲学的积极作用。特别是近年来，随着西药毒副作用和抗药性的不断出现，医源性疾病日益增加和疾病谱的改变，西医对一些疑难病症束手无策，在这种情况下，中医药的优势更加凸显，这里面理所当然地也包含着哲学的积极作用。

2　哲学贯穿于中医的整个理论体系去掉了哲学特质中医理论也就解体了

如前所述，中医是借助哲学建构了自己的理论框架，它的一些重要思想和基本概念，如阴阳、五行、天、象、气等等就是直接从哲学中移植过来的，这些哲学理论和概念贯穿于中医的整个理论体系之中，或者说，中医主要就是运用这些哲学理论和概念进行思维的。以阴阳学说为例。中国古代哲学的阴阳学说是构建中医理论的重要基础之一，其内容涵盖了中医理论的人体观、疾病观、辨证论治、方剂与药物等方方面面。如中医对人体和疾病的认识就是建立在阴阳学说的基础之上的。关于人体的产生，中医认为是阴阳媾精而形成的。《内经》说：“两神相搏，合而成形”，“阳化气，阴成形”。对人体结构的认识也是如此，《素问・金匮真言论》中说，“夫言人之阴阳，则外为阳，内为阴。言人身之阴阳，则背为阳，腹为阴。言人身之脏腑中阴阳，则脏者为阴，腑者为阳。肝、心、脾、肺、肾五脏皆为阴，胆、胃、大肠、小肠、膀胱、三焦六腑皆为阳。”“人体内外、上下、表里、腹背、脏腑各个方面，以及它们与外界环境之间，无不构成阴阳联系、对立统一，并由此而形成一种独特的认识人体生理、病理的学术体系”。中医对疾病的诊断也要运用阴阳学说。中医认为，人体只有阴阳平衡协调才能维持正常的生命活动，反之则生疾病，即《内经》所讲的，“阴平阳秘，精神乃治；阴阳离决，精气乃绝。”中医诊断疾病也离不开阴阳学说，“八纲辨证”中的八纲“阴、阳、表、里、寒、热、虚、实”。其中阴和阳为总纲，即表、热、实归属于阳证；里、寒、虚归属于阴证，这是中医诊断时分析病情的最基本的依据。中医治疗疾病的思路也离不开阴阳学说，即调治阴阳，使其恢复平衡，即以“阴平阳秘”为目的。中药的性、味、功用也分为两大类，如辛、甘、淡味，性温热、燥烈、升散的药物属阳；酸、苦、咸味，性寒凉、滋润、降敛的药物属阴。可见。阴阳学说在中医理论中无处不在，指导着中医对疾病的诊断治疗和组方用药。

中国古代哲学思想已经深深渗透在中医的全部理论之中，也是贯穿于中医观察人体、诊治疾病、组方整个过程的根本方法。在这种情况下，如果用自然科学的理论置换出中医的哲学特质，那么，就必然造成中医的基础理论与中医的其它理论、方法的激烈排斥，导致“两张皮”的后果，或者造成中医理论体系的崩溃。因此，在中医的的创新过程中，中医理论的哲学特质应当保留。当然，作为未来的、新的中医学理论基础的哲学，应该是去掉朴素唯物主义和朴素辩证法中的不合理的成分、经过辩证唯物主义和唯物辩证法改造过的科学的哲学。需要指出的是，我们在改造的过程中，除了继承和保留其合理成分之外，还必须注意继承和保留它的表达方式和语言特色。只有这样，才能使现代的哲学理念和传统的中医理论能够更好地融合在一起，更有利于我们对它的继承和发扬。

3　医学的发展必然向具有辩证思维的医学形态回归而辩证思维正是中医的天然优势

世界医学的发展已经经历了朴素医学(古代医学)阶段，正在经历科学医学(近现代医学)阶段。从它的发展趋

势来看，它将发展到“系统医学”(后现代医学)阶段。

朴素医学是一种原始的、朴素的辩证医学，它以朴素唯物主义、朴素辩证法和丰富的实践经验为基础，用整体的观点、联系的观点和辨证论治的方法来观察人体和治疗疾病，为人类的健康作出了巨大贡献。但朴素医学也存在很多缺陷，如它的基本概念模糊不清，缺乏清晰明确的定义，理论没有严密的逻辑性，缺乏实验的证实和自然科学的根据，直观性、猜测性较为突出，在诊断治疗上也缺乏明确具体的技术规范，等等。

科学医学克服了朴素医学的直观性和猜测性，把自己的理论建立在自然科学和实验的基础之上，从而获得了科学理论和科学实验的有力支撑，使自己具备了“科学的形态”并能随着自然科学的发展而不断地充实自己、丰富自己，因此称之为“科学医学”。但科学医学由于受还原论的影响，对人体的研究只关心各个部分的形态、结构和功能，虽然对人的生理结构和功能有了非常深入的了解，但它却不关心整体，忽略了人体疾病与人的心理、环境的联系和相互作用。所以，它在许多复杂疾病的治疗方面很难取得根本性的突破。科学医学否定了朴素医学，大大推动了医学的进步。但它在整体观、辩证思维上与朴素医学相比，却产生了倒退，这也正是制约它进一步发展的重大障碍。

系统医学是一种以现代系统论的原则和方法为指导，以系统生物学等现代科学技术和科学医学的合理成分为基础的辩证医学，是世界医学发展的新阶段，是公认的新世纪医学。系统医学将否定科学医学，当然，系统医学对科学医学的否定是辩证的否定，它将保留科学医学的合理成分，即以自然科学和实验为基础的医学科学理论和科学的诊疗手段。同时，抛弃了科学医学形而上学的人体观、疾病观。它强调医学研究的整体性、系统性，在系统理论的指导下，把人体看作是一个有机联系的系统整体，深入研究基因组信息与环境信息的相互作用，阐明发病机理，建立系统分析和预测疾病发生、发展和转归机理的新理论体系和技术平台，实现疾病的早期诊断和有效治疗。可见，医学的发展必然要“回归”到辩证医学形态。

中医虽然也是具有辩证思维的医学形态，但它是原始的、朴素的辩证医学，它需要向现代的、科学的辩证医学发展。但中医发展的未来形态并不是系统医学，系统医学只是西医发展的新形态。而中医必须在坚持其传统特色的前提下来发展自己，所以，中医的未来形态只能是一种类似于系统医学的、与系统医学处于同一发展水平的“新中医学”。但无论如何，从医学的发展必然向具有辩证思维的医学形态回归这一大趋势来看，哲学的作用也是不可或缺的，中医的发展不能拒斥哲学思维，中医的哲学特质是中医的天然优势。

4　中医发展研究需要哲学的指导需要中医工作者和哲学工作者携起手来进行合作

中医在创立时期深受哲学的影响，而中医的发展，特别是在当代的发展也离不开哲学，它需要哲学的方法和指导，这涉及到了哲学和自然科学的关系。虽然自然科学为哲学提供总结概括的材料，是哲学发展的基础之一，但哲学并不是对自然科学的消极反映，哲学会积极地、能动地影响自然科学，给予世界观、方法论的指导。自然科学越是深入发展，越会涉及到深刻的哲学问题，越是需要哲学思维为其开路，指明方向，提供武器。没有哲学思维，没有必要的各种逻辑范畴，自然科学就将寸步难行。列宁在20世纪初自然科学大发展时期就曾深刻指出：“因为，自然科学进步的那样快，正处于各个领域都发生那样深刻的革命变革的时期，以至自然科学无论如何离不了哲学结论。”中医学在学科归属上也是自然科学，它的发展和其它自然科学一样，都会涉及到一些哲学问题，如怎样认识世界医学发展辩证过程；中医发展的规律问题；如何用现代哲学改造贯穿于中医学的朴素哲学；中医与西医的关系；中医怎样才能既保持传统特色又能充分利用现代科学技术的成就；中医的未来发展形态是什么，等等。对这些问题的正确回答就离不开哲学思维，必须有哲学开阔的视野，要运用哲学的方法。