中醫藥生物信息技術的運用思索論文

中醫講究望聞問切，辨證論治。舌診，中醫望診的重要客觀指標。舌為心之苗，脾之外候，苔由胃氣所生。臟腑通過經脈與舌相聯繫，手少陰之別系舌本，足少陰之脈挾舌本，足厥陰之脈絡舌本，足太陰之脈連舌本，散舌下，因此，通過診察舌質和舌苔的形態、色澤、潤燥等，可以判斷疾病的性質、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、醫生經驗等很多因素的影響，使臨牀醫生對其特點很難把握。那麼生物信息學的第一個體現就是舌診儀的誕生，舌診儀採用光電轉換原理和計算機技術，將舌質或舌苔顏色的判斷用三組數碼顯示出來，它不僅為名老中醫觀察舌象的變化提供了手段，而且給中、青年醫生舌診提供了可取的寶貴經驗。在此基礎上，王愛民等[2]基於學習矢量量化（LVQ）神經網絡分類器，實現了舌象分析中的舌色、苔色自動分類。在分類器的設計中，提出了基於“2σ”準則的訓練樣本篩選方法，並採用Fisher比率作為色度空間選擇的依據，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、舌體區域分割、舌質與舌苔特徵分析、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行特徵提取、降維，並通過AdaBoost把一系列弱分類器提升為強分類器，對舌象顏色進行了深入的分類研究。脈診，中醫診斷的另一個重要指標。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，脾主統血，血液的循行有賴於脾氣的統攝；肝藏血，主疏泄，有調節血量的作用；腎藏精，精血互生；六腑傳化飲食和水液，構成血液形成的基礎物質；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》將脈象總結為二十四種；元滑壽《診家樞要》發展為三十種脈象；明李時珍《瀕湖脈學》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]根據中醫脈象的多信息特徵，在超聲圖像動態分析和識別技術的基礎上，將B型超聲與柔性傳感器結合構建了脈診複合信息檢測系統，對超聲波動態圖像、壓力脈搏波、光電容積脈搏波和心電圖進行信息整合，並通過計算機信息處理技術綜合分析，建立了脈象特徵分析方法，形成了描述中醫脈診“位數形勢”4種屬性的優化解決方案。證候學，辨證論治的中心原則，但疾病是複雜多樣的，病人暴露出的症狀有時並不能讓臨牀醫生準確的把握。王米渠等[6]認為根據差異基因表達與虛寒證的相關程度，可以建立虛寒證基因表達譜的數學模型，進而探討虛寒證的基因診斷指標和療效的分子評價。魏嵋等[7]研究發現差異表達蛋白質APO-A1、APO-A4具有潛在的作為CHB濕熱中阻證診斷、預後標記物或治療靶點的意義。張洛欣等[8]利用生物信息技術使腎陽虛證信息融合，使其數學模型化，從低層次走向高層次證候姿態。

中藥有升降沉浮，四氣五味，歸經，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。究竟中藥如何作用於人體，通過什麼途徑達到治療目的，究竟是哪種成分在起作用，以及臨牀醫生如何把握中藥的不同配伍。基於這種海量的中藥信息，目前國內已經出現了一些中藥數據庫，學者可以利用其數據庫檢索到每味中藥的主要成分、化學結構，以及中藥在體內的各級代謝物，通過代謝物找到藥物治療的靶點，並且可以通過局域比對，找到靶點蛋白，這就是所謂的藥理網絡，這樣可以對中藥多環節、多靶點的治療特點進行準確的把握。另外，劉淑羣等[9]通過建立道地中藥生物信息數據庫、開發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基礎，使“道地”屬性具有明確的標準性和可控性。通過生物信息技術，學者們還可以得到某中藥成分的蛋白表達或者異構體的信息，如宋東傑等[10]利用生物信息學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性質，獲取了該基因的相關因素。沈霞等[11]應用SYSBL軟件優化得到綠原酸及其異構體的三維結構，並採用三維結構疊合分析法研究綠原酸及其異構體立體結構差異，為設計、篩選抗流感病毒的先導化合物奠定結構基礎。

中醫藥文化是中華民族幾千年智慧的結晶，從中醫四診到辨證治療，信息量之大之精密，挖掘不是一朝一夕的事情，更不能由於現代醫學的衝擊，盲目地去生搬硬套，如有些醫生簡單的將中醫藥套用西醫的模式，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結合，不但沒有使中醫發展，反而丟棄了原本的中醫精神，合理的利用現代的生物信息技術，傳承中醫文化才是中醫現代化的必然之路。尤其是名老中醫的經驗，不管從辨證方面還是藥物配伍方面，對於臨牀醫生來説都是很寶貴的財富，如果可以合理地利用生物信息學技術，將經驗轉為信息，將模糊變為清晰，將只可意會轉為規律可循，那麼傳承創新指日可待。