系统生物学概念范文

导语：如何才能写好一篇系统生物学概念，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】认知同化学习理论；高中生物；核心概念；教学

纵观生物学发展史可见，生物科学的发展首先是概念的发展，概念是生物学理论的精髓，也是思维过程的核心。《普通高中生物课程标准（实验）》中提出“倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念”。可见，加强核心概念教学具有十分重要的理论和现实意义。这就意味着，学生学习的重心不是记住所有细节的事实，而是深刻的理解、掌握从一系列客观事实中概括出来的规律和原理，并能在新的情境中灵活应用。

一、对生物核心概念的认识

加拿大安大略省颁布的《1-8年级科学与技术课程标准（2007修订版）》的描述中，核心概念（加拿大称为“重要概念”）是指超越于零散的事实和技能而集中在概念、原理和过程上的；是学生忘掉一些学过的具体事物之后，仍然能长期保留的广泛而重要的理解。刘恩山教授认为“生物学核心概念是基于整个课标某个主题的知识框架中概括总结出来的，强调概念之间的关联与概念体系的结构。”可见，生物学核心概念是对同一类生物学问题本质特征的概括，对于本节课乃至整个高中生物教学起到一个统领、主导作用的概念。因此，分析影响概念形成的内在心理学过程，并以此指导高中生物核心概念的教学活动，对每一位教师都具有重要的意义。

二、认知同化学习理论

奥苏贝尔认为，个体获得概念的方法有两种类型：概念的形成和概念的同化。概念的形成是指通过一系列相似现象或事实归纳出共同属性，这是获得概念的初级形式；概念的同化是指在原有概念的基础上，根据已有的认知结构特点和认知能力，直接以定义的方式向学习者揭示出概念的核心特征，最终使学习者获得新概念的方式，这是高中生物教学中学生获得概念的主要形式。概念的同化分为三种类型：上位学习、下位学习、并列结合学习。

三、高中生物核心概念的教学要注意以下几个方面

认知同化学习理论说明，高中生物核心概念教学时涉及到概念的四个方面：名称、定义、有关和无关特征、正例和反例。为了帮助学生掌握、理解并灵活运用核心概念，在教学时应注意以下几点：

1.讲清高中生物核心概念的来龙去脉，初步建立感知环节

首先，通过创设有层次的问题唤醒学生已有知识，使学生了解建立生物核心概念所依据的实验事实或相关知识，进而为学习新概念寻找固定点（多为上位观念），这样能够促使学生利用认知结构中原有概念同化、顺应新知识。例如：显性性状和隐性性状这两个概念都是相对性状的下位概念，学生通过学习已经建立了对相对性状的正确理解，教师通过多种感性材料如人有无耳垂、豌豆的高茎和矮茎、园粒和皱粒等构建课堂教学，能够使概念形象直观化，学生抓住“同一性状”“不同表现类型”两个关键点，就能顺利的概括出显性性状和隐性性状两个概念。

其次，使学生理解建立核心概念所经历的抽象思维过程，这不仅能使学生充分理解核心概念，也能培养学生的能力。如光合作用的教学，光反应和暗反应是光合作用这一概念的下位概念，它们是光合作用的两阶段，并且两者同时存在，在物质上相互依存，在能量上具有一定的连续性。教师需要沿着带领学生科学家的足迹去探寻光合作用的这两个过程的本质，即通过光合作用的发现过程的科学史帮助学生理解概念之间的联系。

2.精确揭示出高中生物核心概念的本质，讲清其内涵和外延，促使同化过程顺利进行

生物核心概念的内涵是指：它反映的是哪一类客观事物的哪些本质属性？概念的外延指其适用的条件和范围、该概念与相近概念之间的区别和联系。例如，基因这一概念的内涵可以从下面几个角度去理解：（1）基因是有遗传效应的DN段（化学本质）（2）基因由特定的脱氧核苷酸序列构成（结构）（3）基因主要位于染色体上，呈线性排列（位置）。（4）基因是控制生物性状的最小单位（功能）。其外延是：基因可分为常染色体基因和性染色体基因（位置）、显性基因和隐性基因（功能）、细胞核基因和细胞质基因等（场所）；学生在全面而详细的剖析中对概念的理解才会全面且深刻。

3.展示变式，正例和反例综合运用，强化学生对高中生物核心概念的理解

展示事实性知识是概念教学中必不可缺的环节，在教较难概念时这一过程尤为重要，为了帮助学生从例子中概括出共同特征，需要同时呈现若干正例；当通过正例帮助学生建立起概念时，可以呈现出反例，反例有利于辨别，能帮助学生加深对概念本质的认识。合理利用反例，可以有效排除学习中无关特征的干扰。例如：同源染色体是指“一条来自父方，一条来自母方，并且形态大小一般相同的两条染色体”。这一概念中“一般”两字不能省略，否则学生会对X和Y染色体产生困惑。教师对概念中出现的关键词要解释，如“主要、一切、一般、大多”等。变式训练是概念教学的较常用方法。

总之，高中生物核心概念的教学，不但要尊重核心概念概念的一系列客观属性，而且要符合学生的认知规律，才能使学生准确、精细地掌握概念。

【参考文献】

[1]丛立新等.国内概念教学的研究现状及意义.教育科学研究，2006，（4）：34一36.

[2]何雪玲奥苏贝尔认知同化学习理论对于现代教育的启示[J]钦州学院学报，20081

[3]刘恩山，张颖之.课堂教学中的生物学概念及其表述方式.生物学通报，2010.4

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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.

篇3

1990年启动的人类基因组计划把生物学由分子生物学时代推向了系统生物学时代,生物学由分解转向整合。代谢组学是继基因组学、转录组学、蛋白质组学之后,系统生物学的重要组成部分。细胞内的生命活动大多发生在代谢物层面,如细胞信号释放、能量传递、细胞间通信等,因此,代谢组学被认为是“组学”研究的最终方向[1]。中医药学是有着几千年历史的古老科学,中医药的现代化研究迫切要求将古老的中医“语言”用现代科学加以阐释,而近年来用现代医学的还原论思想模式来衡量和改造中医药学,却出现了中医药学在现代科学面前无法证明其科学性的尴尬局面[2]。代谢组学与中医药学都是用整体思维模式来研究机体的,因此,如果能寻找到有机的切合点,将处于科学研究前沿的代谢组学与中医药学研究结合起来,势必能更好地推动中医药现代化的进展。笔者重点探讨了代谢组学与中医药学的联系及代谢组学在中医药现代研究中的应用,以期抛砖引玉,为代谢组学应用于中医药的现代化研究提供理论帮助。

1  代谢组学与中医药学理论体系的联系

   

中医药学是有着数千年历史的古老科学,在历代医家不懈的医疗实践中,形成了以整体观念和辨证论治为特点的理论体系。所谓整体观念,是关于人体自身的完整性及人与自然和社会环境统一性的认识,是整体思维方法在中医理论中的体现。中医药学非常重视人体的统一性和完整性,认为人体的每个局部都是整体的一部分,都具有整个生命的全部信息；另一方面注重人体与环境的统一性,认为人的生命活动与自然运动规律相统一。这种观念贯穿于中医学对人体的生理活动和病理变化乃至疾病的诊断、预防和治疗等各个方面的理性认识之中。近年来,中医药现代化研究已经成为学术科研上的焦点问题,学者们力图用现代科学方法论来衡量和改造中医药学,却出现了中医药学在现代科学面前无法证明其科学性的尴尬局面[2]。这都是由于现代医学的方法论与中医药学的方法论之间存在着明显的鸿沟,中医药学研究用的是整体思辨的网状思维模式,它注重把握事物之间的联系,而不是事物本身,因而其知识结构是综合的、整体性的；同时,中医药学善于把人与环境因素综合地加以考虑,其思维呈网状结构。而现代医学研究是还原分析的链式思维模式,它是建立在实验分析基础上的,注重研究事物本身的特性,往往忽略了事物之间的联系,其知识结构是分析性的、局部的。然而,人体本身是一个复杂的整体,人体的复杂性及疾病的联系性,与中医的整体网状思维模式接近现代医学,也正由一元化向多元化转变,由单一性向系统型转变。基因组计划基本完成,标志着生物学研究进入了“后基因时代”,而系统生物学研究是后基因时代的最主要研究任务。基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学都是系统生物学的重要组成部分,基因组学、转录组学和蛋白质组学分别从基因、mrna、蛋白质层面探寻生命的活动,然而,代谢物是生命活动的最终产物,代谢物的水平可以被看作是基因或环境发生变化时生物体作出的最终的应答,正如oliver fiehn所认为的“代谢物是基因型到表现型之间的桥梁”[3],“基因组学和蛋白质组学告诉你可能发生什么,而代谢组学则告诉你已经发生了什么”[4]。因此,代谢组学是系统生物学研究的终点。总之,代谢组学属于全局系统生物学(global systems biology)研究方法,与中医药学的整体观念相对应；且代谢组学研究的目标是代谢物,而“代谢物是基因型到表现型之间的桥梁”,其研究更接近表现型,由此,代谢组学用于中医药现代化研究具有不可比拟的优势。

2  代谢组学与“证”的现代研究

辨证论治是中医学认识和治疗疾病的基本思路,是中医理论体系的基本特点之一。“证”是辨证论治的起点和核心。所谓“证”,是指在致病因素作用下,机体内外环境各系统之间相互关系发生紊乱所产生的综合反应,是反映疾病处于某一阶段病因、病性、病位、病势等病理要素的综合性诊断概念。因此,“证”的现代研究是中医药现代化研究的核心任务。近年来,学者们对“证”进行了广泛而深入的研究,主要集中在证候的标准化、客观化、证候的本质、计量诊断、证候的动物模型等方面。其中证的标准化、规范化是进行“证”的其它方面研究的基础,如果对证候没有一个客观的尺度加以评价,其它方面的研究也就无法进行。每一个证候都有其外象(外候)与内涵,证的标准化研究中,对其外候的研究主要是根据中医文献及临床资料,并结合临床流行病学研究,制订某些证的诊断标准,使辨证达到规范化,并将现代医学的实验指征结合到证的研究标准之中；但外候是用四诊——望、闻、问、切所获得的信息进行整理而得,很难量化,即使用流行病学方法加以分析,亦是靠专家经验打分,最多亦只是半定量。这种诊治的准确性很大程度上依赖医生的诊疗经验,无论在准确性、稳定性、敏感性等方面都更多地受到医患双方主观因素的影响。因此,从证的内涵方面去制定“证”的诊断标准十分有意义。近年来,学者们致力于探索证候的高特异性和高灵敏性的指标,试图建立证候实验诊断单个金指标,然而,由于证的整体性、动态性和异病同证、同病异证等特征,不可能用单一指标作定性、定量、定位的说明。据此,证候客观化研究采用综合指标,精选非特异指标进行特异组合,建立能反映证本质并能区别它证的定性、定量、定位综合实验指标,辅助四诊,确定证候诊断具有重要的意义。代谢组学正具备反映和解决这些问题的“组”、“群”、“谱”集成的分析功能。它能够通过检测不同时间患者的尿液或血液,对这些代谢产物进行分析,从而确定不同的证所对应的代谢组,使“证”可以得到客观化的表述。另外,利用代谢组学方法,通过研究代谢物图谱随时间的变化,能够帮助人们更好地理解疾病过程中“证”的变化与机体内物质的代谢途径和代谢状况的关系,还有助于疾病生物标记物的发现和辅助诊断,使诊断、治疗达到个体化。其准确性依赖于仪器的性能,可以提高诊治的科学化、定量化,避免了人为因素的误诊。

3  代谢组学与中医药疗效的整体评价

既然疾病具有系统化、动态化、整体化的特征,所以,在治疗时应随疾病的进程不同相应地调整药物剂量和种类。因为疾病发生的不同阶段需要不同的药物组分发挥调节作用,而以单一成分作用到单靶点的西药对此束手无策。从这个意义上讲,中药没有无效成分。所谓无效成分只是相对疾病的不同阶段而言。因此,未来的若干年,复方药或多组分药将在疾病治疗中担当重要角色。中药及复方具有多种组分,其多效性、多靶点、多途径发挥作用等特点又为其临床疗效评价带来了很多难题。近年来,对于中医药的临床疗效评价,自觉不自觉地照搬西医过去生物医学模式的疗效评价和标准,从单侧面、单生物学因素着手,缺少系统地反映中医个体诊疗特色和复合干预策略的疗效评价方法和指标[5],这一点严重影响了中医药的质量和水平及其可信度。另一方面,又无法有效地将可能存在的临床疗效优势客观的表现出来。因此,中医药的临床疗效必须用系统方法学加以评价,寻找客观、系统的临床疗效评价方法是中医药现代研究中急需解决的重点问题。

代谢组学的出现为中医药临床疗效评价提供了全新的思路和工具,中药(尤其是复方)的整体性作用机制和疗效在系统代谢组学的研究方法下将可能得到充分的展示和挖掘。疾病状态可以引起机体内代谢物的整体发生变化,成功的治疗必须使代谢网络中的缺陷部分正常化,同时又不得干扰其它维持健康所必须的代谢途径的调控[6]。利用代谢组学方法,通过监测分析尿液、血液、唾液及细胞和组织的提取液等一系列样品的谱图在用药前后的整体变化,再结合模式识别方法,不仅可以客观地评价药物对于疾病的治疗效果,还可以对人体功能活动、生存质量和影响健康等的重大事件加以评价。中药及复方的临床疗效评价得以客观化后,对于中医药学用循证医学的方法进行进一步疗效评价提供了可能性。另外,在中医药研究中要高度重视其对肠道菌群的影响。现代研究发现,在正常情况下肠道菌群之间存在着复杂的动态平衡关系,此种平衡不仅为肠道正常菌群的生存所需要,而且对其宿主的多种生理功能(尤其是代谢)乃至生命活动亦至关重要,即肠道微生物群落实际上参与了人体的生理、病理和药理(毒理)过程,形成了人类代谢网络中重要的组成部分。中医从整体出发研究人体的平衡与失调问题,并通过中药使其恢复平衡,与肠道内微生态环境的平衡理论有异曲同工之处。中药大多数给药途径是通过口服,经过消化道在局部起作用或通过吸收在全身起作用。中医药的整体观虽然与西医相比具有其特殊性,但与现代微生态学具有一致性,因此,肠道菌群研究很可能会成为用代谢组学的方法来研究中医药的突破口。正如代谢组学鼻祖nicholson教授所提出,“在global systems biology的框架下,将人看作一个superorganism来进行代谢组学研究的思想,把人与环境(地理的、社会的)、人与肠道菌群之间的相互作用加以综合考虑,使我们能够更全面、真实地反映人体疾病与代谢变化的关系,从而达到个性化医疗(personalized healthcare)的理想目标”[7]。这种思想与传统中医药强调人与社会环境的整体观、四时和饮食对人的影响、辨证施治等思想是一致的。

4  代谢组学与中药新药研究

中药的化学成分复杂,中药及复方在治疗疾病时,主要是由于药效组分在多靶点或多器官上发挥整体综合调节作用,具有多因微效的特点。正由于中药及复方的多组分和作用具有多效性、多靶点性、多途径性等特点,为其新药开发带来了诸多的障碍,如中药的质量控制、发挥作用的物质基础、作用机理、安全性研究等都是中药新药研究亟待解决的重点和难点问题[8]。

中药材的质量直接影响中药饮片和中成药的质量,最终影响其临床疗效。中药材的质量好坏与其所含的化学成分直接相关。因此,对中药组成成分的控制是中药材质量控制的着眼点。中药的多种组分,其实质就是其多种代谢产物的集合,其组成、含量和存在状态等受到产地、气候、采集季节及后处理等多方面因素的影响。代谢组学可以用于分析中药中各种组分的类型、含量和状态随各种因素的变化,可以定量地对其进行评价,从而实现对其质量进行控制。所以,代谢组学用于中药栽培、采集、加工阶段,符合药品生产质量管理规范(gmp)的质量控制以及药物监督部门针对药物质量的控制,无疑是最佳方法。这种方法准确、重复性好,而且不依赖于操作人员的经验[9]。对于中药及复方的药理作用机制的研究,代谢组学也具有绝对的优势。成功的疾病治疗必须使代谢网络中的缺陷部分正常化,同时又不得干扰其它维持健康所必须代谢途径的调控。药物的作用机制的研究就是研究药物在这种调控作用中所起到的作用和如何起作用。通过认识体液“代谢指纹图谱”变化的原因,联系基因组学和蛋白质组学的方法,可以寻找药物作用的靶点或受体,从而发现药物作用的机制。正如nicholson教授提出的proteo-metabonomics的概念,即将蛋白质组学与代谢组学相结合,以便更全面、有效和准确地寻找药物作用的生物标志物。在中药及复方的安全性评价方面,代谢组学通过分析与毒性作用的靶位和作用机制密切相关的生物体液中的代谢产物谱随时间的变化,可以确定毒性作用的靶器官和组织、毒性作用的过程和生物标志物[10-11]。因此,代谢组学可以反映出毒性效应的终点状况,并且可以与生化和病理指标联系起来。所有的代谢物都有其特征nmr 谱峰,故代谢变化的指纹图谱可以作为毒物检测的定性依据,以便从功能和安全性两方面使药物筛选更有效,为新药临床前安全性评价提供可靠的技术支持和保障。因此,代谢组学在毒物药物学的研究中将发挥极其重要的作用。

5  结语

代谢组学是处于科学研究顶端的前沿性科学,近些年中,其发展非常迅速。虽然由于技术和设备等的局限,我国在这方面的研究才刚起步,但其在中医药领域的应用已初步显现出了明显的优势,将其用于中医药学的研究,必将对中医药的现代化研究起到推波助澜的作用。因此,引进先进的技术和设备,大力开展代谢组学在中医药领域的研究,对于推进中医药现代化的进程具有重要的现实意义。

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篇4

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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5WangYC.RethinkingonthedoctrinethattreatingatraditionalChinesemedicinesyndromebyusingaspecificformulatraditionallyestablishedforthesyn-drome.BeijingZhongYiYaoDaXueXueBao.1998;21（6）:2-4，72.ChinesewithabstractinEnglish.王玉川.关于“有是证用是方”的反思.北京中医药大学学报.1998;21（6）:2-4，72.

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11WestonAD，HoodL.Systemsbiology，proteomics，andthefutureofhealthcare:towardpredictive，pre-ventative，andpersonalizedmedicine.JProteomeRes.2004;3（2）:179-196.

12ShenZY.StudyonsystematicbiologyandsyndromeoftraditionalChinesemedicine.ZhongguoZhongXiYiJieHeZaZhi.2005;25（3）:255-258.ChinesewithabstractinEnglish.沈自尹.系统生物学和中医证的研究.中国中西医结合杂志.2005;25（3）:255-258.

13ZhangZB，WangYY，FengJ.Modernstudyofstand-ardizationofsyndromes:areview.ZhongguoZhongYiJiChuYiXueZaZhi.2005;11（9）:641-644，649.Chinese.张志斌，王永炎，封静.现代证候规范研究述评.中国中医基础医学杂志.2005;11（9）:641-644，649.

14TheScientificResearchGroupofEncephalopathyEmer-gencyofStateAdministrationofTraditionalChineseMedicine.Adraftforthesyndromedifferentiationanddiagnosiscriteriaofstroke.BeijingZhongYiYaoDaXueXueBao.1994;17（3）:64-66.Chinese.国家中医药管理局脑病急症科研组.中风病辨证诊断标准（试行）.北京中医药大学学报.1994;17（3）:64-66.

15JiangLS.Theideasandmethodsinstudyingthesyn-dromesoftraditionalChinesemedicine.YunnanZhongYiZaZhi.1991;12（2）:1-5.Chinese.蒋力生.中医“证”研究的思路与方法.云南中医杂志.1991;12（2）:1-5.

16JiangLS.Theideasandmethodsinstudyingthesyn-dromesoftraditionalChinesemedicine（Continuation）.YunnanZhongYiZaZhi.1991;12（3）:1-8.Chinese.蒋力生.中医“证”研究的思路与方法（续）.云南中医杂志.1991;12（3）:1-8.

17QingZG，MaoZY，DengZZ.TheapplicationofroughsetintheChinesemedicinerheumaticarthritisdiagno-sis.ZhongguoShengWuYiXueGongChengXueBao.2001;20（4）:357-363.ChinesewithabstractinEng-lish.秦中广，毛宗源，邓兆智.粗糙集在中医类风湿证候诊断中的应用.中国生物医学工程学报.2001;20（4）:357-363.

18LiJS，HuJL，YuXQ，etal.AresearchonRBFneu-ralnetworkbasedonclusteringanalysisintheapplica-tionofsyndromediagnosis.ZhongguoZhongYiJiChuYiXueZaZhi.2005;11（9）:685-687.ChinesewithabstractinEnglish.李建生，胡金亮，余学庆，等.基于聚类分析的径向基神经网络用于证候诊断的研究.中国中医基础医学杂志.2005;11（9）:685-687.

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20XuT，WuCY.SpeculationsonstandardizationofTCMspleensystemsyndromes.NanjingZhongYiYaoDaXueXueBaoZiRanKeXueBan.2002;18（5）:264-265，269.ChinesewithabstractinEnglish.徐涛，吴承玉.中医脾系证候的规范化研究思路与设想.南京中医药大学学报（自然科学版）.2002;18（5）:264-265，269.

篇5

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。

【参考文献】

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13ZhangZB，WangYY，FengJ.Modernstudyofstand-ardizationofsyndromes:areview.ZhongguoZhongYiJiChuYiXueZaZhi.2005;11（9）:641-644，649.Chinese.张志斌，王永炎，封静.现代证候规范研究述评.中国中医基础医学杂志.2005;11（9）:641-644，649.

14TheScientificResearchGroupofEncephalopathyEmer-gencyofStateAdministrationofTraditionalChineseMedicine.Adraftforthesyndromedifferentiationanddiagnosiscriteriaofstroke.BeijingZhongYiYaoDaXueXueBao.1994;17（3）:64-66.Chinese.国家中医药管理局脑病急症科研组.中风病辨证诊断标准（试行）.北京中医药大学学报.1994;17（3）:64-66.

15JiangLS.Theideasandmethodsinstudyingthesyn-dromesoftraditionalChinesemedicine.YunnanZhongYiZaZhi.1991;12（2）:1-5.Chinese.蒋力生.中医“证”研究的思路与方法.云南中医杂志.1991;12（2）:1-5.

16JiangLS.Theideasandmethodsinstudyingthesyn-dromesoftraditionalChinesemedicine（Continuation）.YunnanZhongYiZaZhi.1991;12（3）:1-8.Chinese.蒋力生.中医“证”研究的思路与方法（续）.云南中医杂志.1991;12（3）:1-8.

17QingZG，MaoZY，DengZZ.TheapplicationofroughsetintheChinesemedicinerheumaticarthritisdiagno-sis.ZhongguoShengWuYiXueGongChengXueBao.2001;20（4）:357-363.ChinesewithabstractinEng-lish.秦中广，毛宗源，邓兆智.粗糙集在中医类风湿证候诊断中的应用.中国生物医学工程学报.2001;20（4）:357-363.

18LiJS，HuJL，YuXQ，etal.AresearchonRBFneu-ralnetworkbasedonclusteringanalysisintheapplica-tionofsyndromediagnosis.ZhongguoZhongYiJiChuYiXueZaZhi.2005;11（9）:685-687.ChinesewithabstractinEnglish.李建生，胡金亮，余学庆，等.基于聚类分析的径向基神经网络用于证候诊断的研究.中国中医基础医学杂志.2005;11（9）:685-687.

19MengQG，WangYY，DaiRW.Exploringthestudyofstandardizationofsystematicandcomplicatedsyn-dromesoftraditionalChinesemedicine.ZhongYiYaoXueKan.2003;21（12）:2015，2025.Chinese.孟庆刚，王永炎，戴汝为.系统复杂性的中医证候规范化研究探析.中医药学刊.2003;21（12）:2015，2025.

20XuT，WuCY.SpeculationsonstandardizationofTCMspleensystemsyndromes.NanjingZhongYiYaoDaXueXueBaoZiRanKeXueBan.2002;18（5）:264-265，269.ChinesewithabstractinEnglish.徐涛，吴承玉.中医脾系证候的规范化研究思路与设想.南京中医药大学学报（自然科学版）.2002;18（5）:264-265，269.

篇6

综合基础知识讲授，增强教学内容的交互性。药物大数据的概念的提出以及相关研究的开展，给现代药物化学教学内容改革提出了新的机遇和挑战。将创新意识、药物大数据的概念融入基础知识教学中，以加深学生对基础知识的理解。每一类型药物的讲授，应以重点药物、经典药物为例，同时将该药物在最新的数据库中进行搜索，进而引出目前该药物的研究前沿。作者在讲授药物结构、命名、合成方法、理化性质、代谢形式等基础知识的同时，着重引导学生思考研究者在药物研发过程中的设计思路、考虑问题的出发点和归属，将该类型药物的发现、发展和衍生化，药物的作用靶点信息，现阶段临床用药、类似药物的研究进展、最新理论和技术等信息进行有机整合，从而将药物设计方法整合入知识点的介绍中。比如在讲解循环系统药物受体阻滞剂的时候，介绍从药物结构数据库PDB数据库中下载和展示受体的三维结构的方法；在讲授抗癫痫药物苯妥英钠时，介绍药物数据库Drugbank中查找相关药物性质的方法，介绍磷苯妥英作为水溶性磷酸酯前药的一个成功实例进行讲授。这样使得前药、药物信息等内容有机、生动的展现出来，也将药物综合知识、药物大数据概念和内容落实到了具体的药物教学中。挖掘药物研发信息，使得教学内容具体生动。从药物大数据中出发，挖掘以药物发明史、药学新前沿、药物化学家创造的社会价值、药物化学研究的趣事等相关信息，激发药化学习兴趣。比如在青霉素的教学过程中，通过穿插亚历山大•弗莱明青霉素的发现过程，教育学生严谨的科研态度和细致的科研观察的重要性；在讲授抗肿瘤药物时，也介绍最新的抗癌药物临床研究，介绍密西根大学王少萌教授基于结构设计策略成功获得强效的、口服的MDM2小分子抑制剂，进而实现成果转让约3.6亿美金的成功案例；在糖尿病药物教学中，列举了最新批准的药物，最近一年的糖尿病畅销药物排行，各药物相关的靶点信息，创造的社会价值，带给学生药学新近动态信息。通过生动的药物发明故事，最新的药学动态数据，让药物化学教学课堂更为生动化、具体化、人性化，从而充分激发学生的兴趣、更加深入掌握药物化学知识。结合科学前沿讲解案例，赋予教学内容创新理念。从大数据中寻找药物研发的历程，将药物的科学研究过程以及最新的进展融于教学中，不断保持教学内容的先进性。在药物化学课程安排中，作者采用了案例教学的方法，安装主要疾病靶标类型，选取药物研发的成功实例，分析药物研发过程，进行案例教学，不仅包括目前临床使用的经典药物，近年来研发的热门药物、靶点，也涉及老药新用、多靶点药物、系统生物学等方面的内容，进行一课一例的专题讲解。以反应停（沙利度胺）药物的讲解为例，一是讲解孕妇使用反应停后抑制了孕吐反应的同时也产生了海豹胎儿的药物历史上的灾难的经典案例，使学生认识到了手性在药物研发中的重要性；二是突出强调沙利度胺在1998年又被投放到市场，作为多发性骨髓瘤、麻风结节性红斑等病症的治疗，以及2013年FDA还批准了沙利度胺的类似物上市用于多发性骨髓瘤的治疗，是学生了解药物是可以改造、可以优化，甚至可以重新定义适应证、重新回到市场的。三是介绍关于沙利度胺的最新研究成果，包括2014年Nauture上发表了确证沙利度胺的作用靶点为CRBN的研究论著，让学生进一步了解该药物研究最新进展。类似的案例教学是将科学实践来验证课本中的理论，在教学中融入药物化学领域的新信息、新思想和新技术，培养学生的创新意识和创新能力。

2教学方法和手段的改革

充分使用各种药物大数据资源，将药物化学研究的相关数据库应用到药物化学的教学中，其中包括scifind-er、chembl、drugbank等。SciFinder数据库可以透过网络直接查看《化学文摘》自1907年以来的所有期刊文献和专利摘要，以及八千多万的化学物质记录和CAS注册号。Chembl数据库是欧洲生物信息研究所（EBI）开发的免费在线数据库，从大量文献中收集各种靶点及化合物的生物活性数据，为研究者提供了一个非常便利的查询靶点或化合物的生物活性数据的平台。Drugbank数据库中包含了现在上市的或者正在做临床研究的药物的药代、药效、靶点等相关信息。通过该数据库，学生可以快速了解药物的合成方法、适应证、作用靶点等信息，同时学生也可以通过查阅相关数据库了解类似结构骨架的化合物在药物研发中的研究发展历史和最新的研究前沿。在具体的教学实践中，作者安排了1次讨论糖尿病药物的课程，将学生分成两组，分别在数据库中查找葡萄糖苷酶抑制剂和DPPIV抑制剂的临床应用情况、化合物的合成方法、目前的研究前沿。以项目讨论的方式，分别介绍了这2类药物的情况，充分调动学生的学习积极性，取得了良好的效果。充分利用各种教学科研软件，将现代化教学方法手段应用到药物化学教学中。从2009年开始，笔者所在的教研室编制标准化幻灯片（PPT）课件，并根据每年的科学前沿，更新PPT的内容。此外，作者也在尝试使用其他软件来表现药物化学教学中设计的药物、蛋白结构，包括Chem3D、PyMol等软件。其中，Chemoffice中的Chem3D是一款三维立体分子结构的演示软件。Chemdraw可以从二维的角度观察药物逐步的优化过程，展示药物合成的方法，而Chem3D能够更加直观地从立体上来考察和展示药物功能团变化给立体构型上带来的改变。PyMol是一款显示和分析分子三维结构的软件，应用PyMol软件可以图形化地表达分子动态过程，不仅可以用球棍、飘带等多种方式显示分子三维结构，也可以对蛋白质三维结构进行编辑、修改、显示，更为重要的是还能够清晰的展示显示药物与受体的结合原理，并能够以三维图形的方式展示分子相互作用的动态过程，使得原本抽象的教学内容直观而又形象地呈现出来。在课程的各个章节的PPT课件中均使用PyMol软件制作蛋白、小分子的三维结构图。通过各种软件的辅助，负责的药物结构、特殊的构效关系，许多语言难以描述的内容，变得形象生动，降低学习难度，突破教学难点，使学生对药物结构有更直观形象立体的了解，加深学生对知识点的理解和掌握。随着大数据产生，云计算的概念和运用越来越广泛，将云计算的教学平台用于现代化的教学中，能够有效的整合利用计算资源，降低了基础资源建设中巨大的软、硬件成本。同时，云计算教学平台能够加速药物设计相关知识更新速度，追踪科学前沿，实现个性化教学的实际需求，将理论知识和科研实践有机地结合起来，能极大地提高学习效率。作者所在的教研室，搭建了药物化学云计算网络课程，学生在登陆云计算服务器后，不仅能够通过网络复习上课课件，也能够通过网络进行课后练习并进行在线作业提交、提问。教师能够通过云计算网络回答学生问题、了解学生学习情况。除了云计算平台之外，云服务辅助教学平台对于信息化教学尤为重要。云服务辅助教学的理念使得课后辅导工具变得多样化，通过时下流行的交流工具如QQ、微信，不但可以保证教师和学生之间的畅通交流，也可以促使学生间的交流。教师可以通过截图、群发辅助学习资料等方式，共享学习材料和经验，提高学生学习效率。同时，教师也可以通过学员的QQ、微信发言提问情况全方位的掌握学生的学习状况。此外，作者也将药物设计相关的最新文献通过群共享的方式分享给学生，同时也加上自己的对文章的创新点的点评意见，培养学生的追踪科学前沿的习惯和科研创新的能力。

3合理的课程体系

篇7

关键词：合成生物学技术；研究进展；生物功能元件；DNA合成；DNA组装方法 文献标识码：A

中图分类号：Q81 文章编号：1009-2374（2016）14-0073-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.14.037

合成生物技术产业的不断更新发展为人类社会所存在的一些较为难以突破的问题寻求到解决的方案，并且起到实质性的作用。合成生物技术产业简而言之就是利用合成生物技术的产业化发展，合成生物技术的发展基础就是基因、细胞这些微小单位，在此基础上进行相应的研究，主要研究方向就是生物产业的设计化、工程化，将基因与计算机编程、网络等相结合，进行各种传感性研究以及细胞编程的定向进化等，其对于社会的进一步发展有较为重要的导向作用。但其发展中的问题层出不穷，对于社会伦理、社会环境而言都是巨大的挑战。我国对于合成生物技术产业发展制定了一套合理科学的战略方针，针对其出现的问题提出了相应的政策进行限制。

1 合成生物学技术

合成生物学技术主要包括生物能源、农业及医药等方面，合成生物学技术的发展可以促进我国生产技术的快速发展。现阶段合成生物学技术在发展过程中存在很多问题，对其快速发展产生了极大的影响。目前，合成生物学技术在发展过程中产生了一套适合其发展的模式，本文主要对以下三个方面进行分析：

1.1 发展合成生物学技术发展的原因

合成生物学技术需要快速发展的原因是为了有效地满足人们的精神及物质需求，就是在社会经济快速发展的现阶段有效地增强人们的寿命及身体健康和对精神的需求有所提高；采用或者引用新技术有效的改善现阶段环境的严重污染。在这样的背景下，合成生物学技术就必须快速发展，成为我国现阶段发展的重要领域，加上人们对动植物及人类本身的研究不断深入，合成生物学技术在研究过程中也在不断提升，使其研究范围也在不断扩大。在研究过程中可以发展各种生物的作用及意义，并且可以有效地发现其生理及生长原理，使合成生物学技术在我国发展过程中发挥着至关重要的作用。

1.2 合成生物学技术产业发展战略的前提

在我国现阶段，合成生物学技术发展的主要目标就是解决其在发展过程中存在的许多问题，其中存在问题的主要原因就是因为合成生物学技术严重影响了现阶段自然进化的绝对性，对生物进化产生了人为的影响。物种出现变异或者其发展方向出现偏差的主要原因就是因为人工生物体及生物实验等的出现，合成生物学技术的出现严重地违背了生命的进化法则及生物的自然生长规律，对目前环境的自然化发展产生了严重的影响。因为人们对自然生长规律进行了过度的改造，就会严重破坏生态平衡，所以必须对自然生长规律的研究方向及研究范围设置一定的方案，并且进行一定的限制，提出适应现阶段社会发展的战略目标。

1.3 我国合成生物学技术发展战略

现阶段，合成生物学技术发展的战略目标制定的基础就是自然繁衍规律、自然生长法则及我国环境的发展详情等情况，对产生制定发展目标的主要原因就是促进该产业的快速发展，使该产业在发展过程中存在的问题得到有效的解决，并具有促进该产业快速发展的作用。我国在发展该产业的过程中应该遵循的主要原则就是尊重自然、尊重科学、尊重资源的有效利用及人类发展规律等原则，在这些原则的制约下可以制定有效的发展战略目标，可以有效地促进我国现阶段能源、农业及工业的快速发展，有效地减少环境的污染，促进合成生物学技术的快速发展。

2 生物功能元件

2.1 生物功能元件的设计、合成和功能表征

众所周知，生命的形态呈现多样性，其可以合成现有的有机化合物为新的生命系统。目前，所谓的遗传信息具有编辑性的特点，为创造新的生命系统提供可靠的保证，合成生物学的基础就是生物功能元件，是一种最小的生物元件，并且具有特定的功能，是氨基酸与核苷酸序列进行不同组合，形成一种复杂的系统。在理论上，任何有机化合物和新种的合成可以通过生物功能组件的设计和组合来实现。另外，使用新核酸及非天然氨基酸的开发，对遗传密码子表进行不断扩张，可以有效地扩大新品种的合成及化合物的使用范围。伴随着现阶段DNA合成技术的商业化及不断发展，基因原件的保真性及质量的不断提高，同时其成本也在不断降低，为合成大量的基因原件提供便利，而且通过使用高通量筛选技术可以有效地加强人员对基因原件的选择。

2.2 生物功能元件的标准化

目前，伴随着合成生物学的快速发展，人们需要对生物学的功能原件进行规划。1996年，Rebatchouk等通过克隆的方式有效地建立了基因元件库，但是当时这项工程并没有引起行业人员的注意。2003年，Kight在麻省理工学院提出了“生物砖”概念。现阶段，许多科研院也在开始使用规范的基因元件库进行生物系统和生物装置的监理。所谓的生物砖就是对生物功能组件的标准化进行不断尝试，简单而言就是单个的积木通过不同的方式进行排列组合，可以组成许多不同结构的形态，通常情况下，生物砖的基础元件主要包括调节序和编码序列，如核糖体结合位点、终止子及启动子。2003年，通过麻省理工学院建立了标准生物元件库，现阶段应该收集了3400多件基因元件有效的应用与组装生物系统和生物装置。这些标准化元件一般都来自于每年参加国际遗传工程机器设计竞赛、科学家个人和学术研究机构等团队。每个单独的元件都有自己的编码，其中还有建造者、使用者、序列及功能等资料，这些资料都是公开的，可以免费使用。

2.3 生物功能元件的组装

合成生物学技术的主要特点就是对基础元件进行重新的排列组合，得到不同的系统及相关的装置，但是因为人们发展研究的限制及生命系统的复杂性，合成生物学技术不能像建筑工程及其他学科的项目一样，对具有特定功能的元件进行排列组合，就可以得到应有的效果及功能，同时需要对各个元件、装置及设备之间进行不断优化及调试；同时最为主要的影响因素还有底盘、装置及元件，而在这个过程中，使用系统生物学分析方法和高通量的测试方法对其进行优化和试配。通过使用计算机辅助动态仿真技术，对构建的模型进行不断的预测，并对其进行优化，这样可以有效地降低模型的测试工作量，有效地加快模型的构建进度，对构建模型的过程中所产生的数据进行重新组合、预测其功能，可以有效地构建出接近自然生物系统的模型，最终得到最佳的施工方案。

3 DNA合成与组装技术

3.1 DNA合成

DNA化学合成的主要成分就是基因合成和寡核苷酸合成。寡核苷酸合成通常情况下是使用固相亚磷酸胺三酯法，原料为核苷酸单体，经过脱保护、偶联、封闭与氧化四个循环反应的过程进而得到的。这种方法通过一定的优化措施，以1/200的错误率最多可以有效地合成200～300nt的寡核苷酸序列。在20世纪90年代初期，促使实现寡核苷酸的高通量合成的主要因素就是芯片技术。但是因为“边缘效应”及“脱嘌呤”现象的出现，对合成序列的正确性产生了一定的影响。由于CustomArray开发的通过半导体电化学酸合成与Agilent开发的通过喷墨打印技术的芯片合成后，有效地改善了出错率，与柱式的合成相当。但是这种方式的单次合成数量是柱式合成数量的100～10000倍，所以可以有效地降低DNA的合成成本。

3.2 不同尺度的DNA组装方法

为了对合成基因序列的可靠性进行控制，通常情况下DNA的合成长度不能超过5kb，而更大尺度的DNA分子可以通过最新的DNA组装方法实现。除了传统的克隆分类的方法，现阶段已经出现了体外DNA组装、聚合、连接或同源重组原理等多种体内的新方法。这些方法被大量使用，促使DNA组装不管是效率还是尺度都得到了快速的

发展。

2008年，Venter研究组有效地完成了580kb生殖道支原体的人工建立，并在2010年实现了人造生命的重头合成方式，有效地促进了现阶段合成生物学的快速发展。在这一发展过程中，除了依靠低成本及高通量的基因合成方法外，主要使用酵母体内拼接及Gibson组装的方法进行开发，通过这种方法，有效地实现多个片段的一次性无痕拼接，其现阶段组装尺度最大为580kb。

综上所述，现阶段，合成生物学技术出现及快速发展与人类认知及自然科学方法息息相关。自然科学方法主要是从细胞、个体、分子到群体等多个方面指导人们对自然的认识，有效地揭示规律、生命及机制，随着人们对自然认知的不断深入，人类的认知不能满足自然的传统描述，所以合成生物学就会逐渐出现。同时，合成生物学是工程实践的前提，是理解和分析自然生命系统的关键，对生物系统、装置的特征进行分析，从而出现简单的生物装置及元件的设计、组成标准化的规律及原则，然后指导人工生命生命系统的设计和施工。另外，属性合成生物学的设计和建设的“自下而上”的正向工程理念和“标准化”“复杂的系统脱钩”和“抽象”的理念，这与传统的生命科学研究存在一定的差异，而且合成生物学家的指导，导致设计和建造的城市标志性建筑的路标。同时组件、系统和寿命设计与施工可以系统地深入和了解生命的本质规律，从而可以有效地指导应用性及工程化的设计及建造，这是合成生物学的一个重要理论。

参考文献

[1] 黄璐琦，高伟，周雍进.合成生物学在中药资源可持续利用研究中的应用[J].药学学报，2014，（1）.

篇8

    一、马斯洛需求层次理论

    马斯洛需求层次理论(Maslow's hierarchy of needs),亦称“基本需求层次理论”,是行为科学的理论之一,由美国心理学家亚伯拉罕?马斯洛于1943年在《人类激励理论》论文中所提出。将需求分为五种,象阶梯一样从低到高,按层次逐级递升,分别为:生理上的需求,安全上的需求,情感和归属的需求,尊重的需求,自我实现的需求。另外两种需要:求知需要和审美需要。这两种需要未被列入到他的需求层次排列中,他认为这二者应居于尊重需求与自我实现需求之间。还讨论了需要层次理论的价值与应用等。

    二、社会学习理论

    班杜拉认为是探讨个人的认知、行为与环境因素三者及其交互作用对人类行为的影响。按照班杜拉的观点,以往的学习理论家一般都忽视了社会变量对人类行为的制约作用。他们通常是用物理的方法对动物进行实验,并以此来建构他们的理论体系,这对于研究生活于社会之中的人的行为来说,似乎不具有科学的说服力。由于人总是生活在一定的社会条件下的,所以班杜拉主张要在自然的社会情境中而不是在实验室里研究人的行为。

    三、舒茨的人际需要理论

    社会心理学家舒茨提出人际需要的三维理论,舒茨认为,每一个个体在人际互动过程中,都有三种基本的需要,即包容需要、的支配需要和情感需要。这三种基本的人际需要决定了个体在人际交往中所采用的行为,以及如何描述、解释和预测他人行为。三种基本需要的形成与个体的早期成长经验密切相关。包容需要指个体想要与人接触、交往、隶属于某个群体。与他人建立并维持一种满意的相互关系的需要。

    四、镜中我理论

    由美国社会学家查尔斯?霍顿?库利在他的1909年出版的《社会组织》一书中提出。他认为,人的行为很大程度上取决于对自我的认识,而这种认识主要是通过与他人的社会互动形成的,他人对自己的评价、态度等等,是反映自我的一面“镜子”,个人通过这面“镜子”认识和把握自己。因此,人的自我是通过与他人的相互作用形成的,这种联系包括三个方面: 1、关于他人如何“认识”自己的想象; 2、关于别人如何“评价”自己的想象; 3、自己对他人的这些“认识”或“评价”的情感。

    五、贝塔朗菲的一般系统论

    贝塔朗菲(1901~1972),美籍奥地利生物学家,一般系统论和理论生物学创始人,50年代提出抗体系统论以及生物学和物理学中的系统论,并倡导系统、整体和计算机数学建模方法和把生物看作开放系统研究的概念,奠基了生态系统、器官系统等层次的系统生物学研究。

    六、埃里克森人格发展八阶段理论

    埃里克森(E.H.Erikson,1902)是美国着名精神病医师,新精神分析派的代表人物。他认为,人的自我意识发展持续一生,他把自我意识的形成和发展过程划分为八个阶段,这八个阶段的顺序是由遗传决定的,但是每一阶段能否顺利度过却是由环境决定的,所以这个理论可称为"心理社会"阶段理论。每一个阶段都是不可忽视的。

    埃里克森的人格终生发展论,为不同年龄段的教育提供了理论依据和教育内容,任何年龄段的教育失误,都会给一个人的终生发展造成障碍。它也告诉每个人你为什么会成为现在这个样子,你的心理品质哪些是积极的,哪些是消极的,多在哪个年龄段形成的,给你以反思的依据。

    1.婴儿期(0~1.5岁):基本信任和不信任的冲突

    2.儿童期(1.5~3岁):自主与害羞和怀疑的冲突

    3.学龄初期(3~5岁):主动对内疚的冲突

    4.学龄期(6~12岁),勤奋对自卑的冲突

    5.青春期(12~18岁):自我同一性和角色混乱的冲突

    6.成年早期(18~25岁):亲密对孤独的冲突

    7.成年期(25~65岁):生育对自我专注的冲突

    8.成熟期(65岁以上):自我调整与绝望期的冲突

    埃里克森认为,人格在人的一生中都在不断地发展。他提出了8个阶段,认为每一个人都经历这8个阶段,每一个阶段对人格发展都至关重要。

    (1)基本信任对不信任

    (2)自主性对羞愧和怀疑

    (3)主动性对内疚

    (4)勤奋对自卑

    (5)自我认同感对角色混乱

    (6)亲密对孤独

    (7)繁衍对停滞

    (8)自我整合对失望

    七: 九型人格理论

    九型人格(Enneagram),又名性格型态学、九种性格。是婴儿时期人身上的九种气质,包括活跃程度;规律性;主动性;适应性;感兴趣的范围;反应的强度;心景的素质;分心程度;专注力范围/持久性。它是一个近年来倍受美国斯坦福等国际着名大学MBA学员推崇并成为现今最热门的课程之一,近十几年来已风行欧美学术界及工商界。全球500强企业的管理阶层均有研习九型性格,并以此培训员工,建立团队,提高执行力。

    活跃程度;规律性;主动性;适应性;感兴趣的范围;反应的强度;心景的素质;分心程度;专注力范围/持久性。

    戴维?丹尼尔斯(David Daniels)则发现这九种不同的气质刚好和九型人格相配。

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【摘要】 络病学说是中医理论体系中的一个重要组成部分，该学说认为凡久病、久痛诸症，多因络脉瘀滞而引起。其理论尤在指导疑难杂症中的地位更为突出。络病理论的现代研究也很多，大多围绕“血络”进行研究，虽有人提出了“气络”的概念，但如何运用现代技术对其进行深入研究是亟待解决的的问题。代谢组学技术的发展为气络的研究提供了技术支持，运用代谢组学技术，不仅能够阐明许多过去未曾解释的生理病理现象，而且有可能为应用气络理论防治多种难治性疾病提供新的思路、手段。

【关键词】 气络； 代谢组学技术

络病理论是一门有中医特色的独特学说。早在《黄帝内经》就提出了络病理论，汉代医圣张仲景将络病理论进一步发扬，研制大黄虫丸，开创了用虫类药治疗络病的先河，至清代名医叶天士将其进一步完善，提出了“其初在经在气，其久入络入血”“百日久恙，血络必伤”“久病入络”“久痛入络”，以及“痛久入血络”等思想，并主张辛香、辛润通络，以及虫蚁搜逐血络等治疗方法。目前对络脉及络病的研究如火如荼，然大多还停留在“血络”的水平。且很多学者认为，祖国医学的“血络”就相当于西医学的微循环，络脉的渗灌气血、濡养组织以及营血、津、精的互渗作用与微循环的生理功能极其相似。虽然如此，但中医络脉的概念涵盖更广，应该说中医的络脉还包括与血络并存的另一概念“气络”，可“气络”中运行的经气远非微循环系统所能解释。

1 气络理论及研究现状

张介宾在《类经》中首提“气络”一词，如《类经·四卷·藏象类》曰:“血脉在中，气络在外，所当实其阴经而泻其阳络”，此句指明了气络的部位和治疗大法。然遍查《类经》再无有关“气络”的论述，甚为遗憾。对气络产生的病因病机及治法进行深入探讨的当属清代著名医家叶天士，虽然所著的《临证指南医案》一书中没有提到气络一词，但在言语之间对气络进行了阐述和分析。如在分析瘕和痛产生的病机时说到：“络血不注冲脉，则经阻，气攻入络，聚而为瘕乃痛”，又认为“营络气聚结瘕”，在分析腹胀经久不愈产生的病机时解释为：“气逆胀，汩汩有声，已属络病，难除病根，气逆入络”。在吐血篇中，叶桂分析到：“胃脘当心，肝经交络所过，上布於肺，咳嗽胃旁作酸，腹胀，络气逆也”。在治疗上，叶桂主张“病久入络，气血兼有，缓图为宜，急攻必变胀病”以及“宜和络气”的思想。在用药上，叶桂认为：“络虚则胀，气阻则痛，非辛香何以入络”。故常以桃仁、柏子仁、当归尾等中药入络。

随着气络概念的提出，一些有识之士开始逐渐重视起来，并进行了理论探讨。如王永炎院士［1］认为《素问》所说的“卫气”就是现在所倡的“气络”，并在发表的《病络与络病对比研究》篇中指出:“考查《灵枢·营卫生会篇》‘营行脉中，卫行脉外’理论，结合现代研究，认为络脉在运行气血上，应包括气络、血络，气络与血络相伴而行，共同成为气血运行的载体。”而吴以岭教授［2］认为:气络与NE I网络(神经-内分泌- 免疫网络)具有高度相关性和内在一致性，并且指出神经递质、神经肽、激素、细胞因子等信息分子及其受体不仅是NEI网络通用的生物学语言，同时也应是气络在分子水平上的生物学基础。夏晨笑［3］认为：气络非现代医学的微循环系统，亦非神经网络、细胞因子调节网络等，其空间位点在脉外，并认为气络就是卫气，气络充满了气与津，气络就是输送气和津的网络，在病理情况下，气络内停滞的是痰。刘子旺等［4］以及刘超等［5］认为：病气络者，多偏于功能的变化或丧失，少有形质异常，并认为络气郁滞是其主要病机，病理表现多为痰水为患或精神障碍。曾志勇等［6］认为：“气络”中运行的经气远非微循环系统所能概括，且“气络”不仅是一个“功能单位”，而且具有物质属性。张明泉等［7］认为：气络是在神经、体液、免疫等诸多因素作用下小动脉平滑肌的收缩松弛变化，而且通过研究发现，蜈蚣提取液对在体大鼠心脏血流动力学有明显改善［8］。

这些争论的焦点主要集中在三个方面：①气络的部位。大多数人认为气络的部位当在脉外，但叶天士提出了自己独特的看法，叶氏认为经络中运行的经气亦在血中，所谓“病久入络，气血兼有”，并把这种气称为“络气”，叶氏的这一观点还体现在“其初在经在气，其久入络入血”的思想当中。经与络本质相同，都是运行气血，沟通上下内外的通道，区别在于经为主干，络为分支，可见此句乃互文，即初病在经在气亦在血，久病入络入血亦伤气。因此气络的部位划分不能用单纯的脉内脉外进行定义，当根据气络中运行经气的性质进行划分，由于其气具有慓疾滑利之性，不受脉管的约束，故脉内脉外皆有气络中运行的经气，就其分布的范围来看，当遍及全身。②气络的物质基础。一种观点认为气络的物质基础就是神经-内分泌- 免疫网络，且其网络下的神经递质、神经肽、激素、细胞因子就是气络在分子水平上的体现。而另外一种观点对其持彻底的否认态度，认为气络与微循环系统，以及神经-内分泌- 免疫网络毫不相关，又根据气络在脉外的部位划分认为气络的物质基础就是气与津。而更多的人持存疑态度。③气络的病理表现形式。一种观点认为痰饮是气络的病理表现形式，但也有人认为气络病理变化只是功能的改变或丧失，少有形质异常。虽然他们对气络的病理表现认识不同，但都有一个共同的看法：即气伤入络病情较轻，而血伤入络病情较重。

可见，对气络的认识分歧比较严重。究其根本，是对气络的部位划分认识不清，以及如何运用现代科技手段对气络描述的困惑所致，所以有必要从新的角度研究中医气络。而代谢组学技术的发展为中医气络的研究开辟了新的道路，并提供了技术支持。

2 代谢组学技术发展概况

代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后新近发展起来的一门学科，是系统生物学的重要组成部分。代谢组学主要是对分子量小于1 000的小分子代谢产物进行定性和定量分析，这种低分子量代谢产物是某一生物或细胞在特定时期内对生理反应，病理刺激，药物作用或遗传影响等所做的具体应答，它更多地反映了该生物或细胞所处的环境和状态。因此当各种因素作用于机体并引发生理或病理改变时，代谢产物都会发生相应的改变。与基因组学和蛋白组学比较，代谢组学更具有实时性和动态性的特点，且机体内许多生命活动，诸如细胞信号释放、能量传递，以及细胞间通信等都是受代谢物调控的。所以有人认为，“基因组学和蛋白质组学告诉你什么可能会发生，而代谢组学则告诉你什么确实发生了。”

3 从代谢组学技术研究气络的可行性

运用代谢组学技术研究气络是可行的，这是由以下三个方面决定的。

首先，代谢组学研究对象是对分子量小于1 000的小分子代谢产物，这些小分子代谢产物具有中医所说的慓悍滑利特性，因此它们不受脉管的约束，可以自由穿梭。现代生理学研究也证明了这一现象：对于非脂溶性物质，毛细血管的通透性与溶质分子的大小有关，分子愈小，则通透性越大。而且研究还发现：动物细胞中，由连接子构成的缝隙连接，仅能允许分子量小于1 000的分子通过，使相邻细胞间形成电耦联和代谢耦联。可见，代谢组学研究的对象符合中医气络中运行的经气概念。

其次，代谢组学是从系统整体效应的角度去看待研究对象，而非从某一个具体的化合物变化入手。这种从宏观的、整体的、系统的研究角度出发，符合中医气络在生理上布散全身、在病理上久病入络，在症状上表现复杂的特性，符合中医从普遍联系的变化中去分析、认识把握疾病发生、发展、变化的客观规律的认识，更符合中医天人相应的整体思维观。

再次，代谢组学是研究某一生物或细胞在特定时期内对生理反应，病理刺激，药物作用或遗传影响等所做的具体应答，它更多地反映了该生物或细胞所处的环境和状态。这与中医的恒动思想十分相似。而中医气络中运行的气，在机体内无时不刻地进行着运动和变化，因此如何把握由于疾病或药物治疗等因素作用机体，引起体液组成成分产生异常变化的瞬间状态？是辄待解决的问题。而代谢组学的出现为这一难题提供了技术支持。代谢组学就是检测体液中代谢物水平动态变化，提取潜在的有诊断或常规程序化价值的生化信息，以此来反映生物体在外源刺激作用下真实的体内的生物学过程。

4 结语

中医气络的研究方向应是在遵循整体原则和气属性的慓疾滑利基础之上， 充分把握气络运行的内在规律与本质， 扩大气络的应用范围，丰富气络的理论内涵。代谢组学的应用理念和中医认识气络的思维方法有许多共性。利用代谢组学技术探索中医气络的小分子代谢产物以及从代谢水平探索药物治疗改变气络的机理， 将有可能使气络研究在代谢水平上有所突破。

参考文献

［1］王永炎，常富业，杨宝琴. 病络与络病对比研究［J］. 北京中医药大学学报， 2005，28(3):1.

［2］吴以岭. 络病理论体系的构建［J］. 疑难病杂志， 2005，4(6):349.

［3］夏晨笑. 痰滞气络浅探 ［J］. 实用中医内科杂志， 2006，20(6):667.

［4］刘子旺，张允岭，郭蓉娟，等. 从肝气郁结证入手探讨脑络受损的可视性依据［J］. 北京中医药大学学报， 2007，30(8):519.

［5］刘超，张允岭，陶 冶，等. 急性脑梗死毒损脑络机制探析［J］. 北京中医药大学学报， 2008，31(4):221.

［6］曾志勇，马维骐，许 勇，等. 中医络病研究现状的思考［J］.成都中医药大学学报， 2005，28(2):1.

篇10

1科学与非科学的区别

1.1科学与非科学的概念

科学的本意是知识、学问。对于科学与非科学的含义，有以下小同的理解:有的人认为，科学就是寻根究底，科学就是接近真实。只有科学才能使我们面对真实，进而真正地解决问题。也就是说，真实的东西就是科学，小真实的东西就是非科学;有的人认为，科学就是探索自然，探索真理。无论是牛顿的三定律，爱因斯坦的相对论还是简单的库仑定律，都是人类探索自然的结果，而这些经过历史检验，沉淀下来的理论一一真理，尊称为科学，而对那些凭空捏造、经小起检验的东西成为非科学;有的人认为，科学就是尊重逻辑推理，即:1)首先设定基本假设，作为小可证明的公理。2)一切结论都需要通过比较严格的数学推导，得出很多与基本假设相差很多的结论。小符合逻辑推理的就是非科学。有的人认为，科学就是尊重事实，与事实相符，否则就是非科学。还有的人认为，科学能预测未观察到的现象。量子力学预言了约瑟夫森效应，量子光学预言了量子拍形成等等。

对于上述观点，我认为有合理的成分，但小完整。我认为，科学是关于自然、社会和思维的知识体系。或者说，科学是以范畴、定理和定律形式反映世界本质和运动规律的知识体系。

1.2科学与非科学的划界问题

科学与非科学的划界，主要有四个小同标准:一是可证实性原则，可证实性是指能够想象出一个命题的证明方法来确定它的意义，至于这种方法能否被实际采用则是另外一回事。也就是说，可证实性是原则上可能被证实，而小是技术上的可证实。二是波普尔提出的可证伪性标准，认为一个理论的科学性的评价标准就是它的可证伪性。三是库恩的范式论划界标准。库恩的范式提倡的是一种科学家共同协商的标准，认为科学理论由科学家内部的共同信念所决定，从而将科学与非科学的划界标准从客观方面引向了主观方面。四是怎么都行标准，也就是费耶阿本德的消除分界论。费耶阿本德认为科学与非科学学之问没有一条绝对的界线。

显然地，以上四种标准都小能较好地解决科学与非科学的划界问题。我认为，合理的划分标准应该从科学的含义出发，包括两个方面:一是符合事物发展的规律，具有有用性。二是经得起实证检验。

1.3辩证看待科学与非科学的划分

科学与非科学是一对矛盾，既对立又统一，在一定条件下，二者还可相互转化。非科学甚至伪科学有助于科学的发展并可在一定条件下向科学转化，反之亦然。科学与非科学的关系问题既是一个很基本的科学问题又是一个极其复杂的哲学问题，在小同的历史时期，将会有小同的内容和标准。所以，我们应该在一定的条件下，客观、全面、辩证地判断科学与非科学。

2中医万法的一般特指

中医方法有两个基本特点，一是整体观念。一是辨证论治。

2.1整体观念

(1)人体是有机的整体。中医认为人体是一个有机整体，脏器、组织、器官在生理上相互联系，保持协调平衡。正常的生理活动一方面要靠脏腑组织发挥自己的功能;另一方面又要靠它们之问相辅相成的协同作用和相反相成的制约作用，才能维持生理平衡。人体各个部分是以五脏为中心，通过经络系统有机地联系起来，构成一个表里相连，上下沟通，协调共济、井然有序的统一整体。因此，中医认为，人体局部的病理变化往往与全身脏腑、气血、阴阳的盛衰有关。诊断时，可以通过外在的变化，判断内脏的病变。治疗时，对于局部的病变，也从整体出发，确定治疗方法。

(2)人与自然界的统一性。人类生活在自然界中，自然界存在着人类赖以生存的必要条件。同时，自然界的变化(如季节气候、昼夜晨昏、地区方域等)又可以直接或问接地影响人体，而机体则相应地产生反应。属于生理范围内的，即是生理的适应性;超越了这个范围，即是病理性反应。因此，人要主动地适应环境。在治疗上，因时、因地、因人制宜，也就成为重要原则。

2.2辨证论治

辨证论治是中医认识和治疗疾病的基本原则，是中医学对疾病的一种特殊的研究和处理方法，也是中医学的基本特点之一。证，是机体在疾病发展过程中的某一阶段的病理概括。辨证，就是将四诊(望、闻、问、切)所收集的资料、症状、体征，通过分析、综合，判断为某种证。论治，就是确定相应的治疗方法。中医治病首先着眼于证，而小是病的异同。因此，同一疾病的小同证候，治疗方法就小同;而小同疾病，只要证候相同，便可以用同一方法治疗，这就是同病异治、异病同治。这种针对疾病发展过程中小同质的矛盾用小同的方法去解决的法则，就是辨证论治的精神实质。

3中医是科学

按照上述科学与非科学的划分标准，根据中医治病的原理、方法和效果，我认为中医是合乎科学的，理由如下:

3.1中医是对人体生命活动和疾病变化规律的理论概括

中医是经过长期的临床实践，在唯物论和辩证法思想指导下逐步形成的，它有科学的治病原理，主要包括阴阳、五行、气血津液、经络、运气等学说。

3.2中医具有小可或缺的现实作用

中医药防病治病的科学价值已经为千百年来的历史所检验和证明。在现代医学迅速发展的今天，通过现代科学手段检测，没有实质性病变的心脑血管疾病、呼吸系统疾病、消化系统疾病、各种病毒和细菌感染性疾病、妇幼疾病、中医药仍然显示良好的治疗效果，在小孕小育、月经小调、红崩白带、水肿病、肝腹水、胃痛、脱发、性腹泻、骨伤、形寒肢冷、免疫功能低下等领域，中医药更显其独特功效。可见，在现代医学高度发达的今天，中医仍然发挥着小可代替的作用。