中医药生物信息技术的运用思索

本文作者：刘斐、虞坚尔 单位：上海中医药大学附属市中医医院、上海市中医医院

中医讲究望闻问切，辨证论治。舌诊，中医望诊的重要客观指标。舌为心之苗，脾之外候，苔由胃气所生。脏腑通过经脉与舌相联系，手少阴之别系舌本，足少阴之脉挟舌本，足厥阴之脉络舌本，足太阴之脉连舌本，散舌下，因此，通过诊察舌质和舌苔的形态、色泽、润燥等，可以判断疾病的性质、病势的浅深、气血的盛衰、津液的盈亏及脏腑的虚实等。但因其受光线、食物、药物、医生经验等很多因素的影响，使临床医生对其特点很难把握。那么生物信息学的第一个体现就是舌诊仪的诞生，舌诊仪采用光电转换原理和计算机技术，将舌质或舌苔颜色的判断用三组数码显示出来，它不仅为名老中医观察舌象的变化提供了手段，而且给中、青年医生舌诊提供了可取的宝贵经验。在此基础上，王爱民等[2]基于学习矢量量化（LVQ）神经网络分类器，实现了舌象分析中的舌色、苔色自动分类。在分类器的设计中，提出了基于“2σ”准则的训练样本筛选方法，并采用Fisher比率作为色度空间选择的依据，有效提高了分类正确率。沈兰荪等[3]提出了舌图像的彩色校正、舌体区域分割、舌质与舌苔特征分析、舌象裂纹分析等一系列实用的算法。胡申宁等[4]利用主成分分析（PCA）的全局性，在HSV颜色空间中对舌象进行特征提取、降维，并通过AdaBoost把一系列弱分类器提升为强分类器，对舌象颜色进行了深入的分类研究。脉诊，中医诊断的另一个重要指标。血液在脉管中循行，心主血脉，肺朝百脉，脾胃为气血生化之源，脾主统血，血液的循行有赖于脾气的统摄；肝藏血，主疏泄，有调节血量的作用；肾藏精，精血互生；六腑传化饮食和水液，构成血液形成的基础物质；由此可见，五脏六腑无不参与脉象的形成，脉象的变化不仅可以反映五脏功能活动，也可反映六腑的变化。晋•王叔和《脉经》将脉象总结为二十四种；元•滑寿《诊家枢要》发展为三十种脉象；明•李时珍《濒湖脉学》定为二十七脉；明•李士材《诊家正眼》再增入疾脉，至今已有二十八种脉象，其中的变化不言而喻。沙洪等[5]根据中医脉象的多信息特征，在超声图像动态分析和识别技术的基础上，将B型超声与柔性传感器结合构建了脉诊复合信息检测系统，对超声波动态图像、压力脉搏波、光电容积脉搏波和心电图进行信息整合，并通过计算机信息处理技术综合分析，建立了脉象特征分析方法，形成了描述中医脉诊“位数形势”4种属性的优化解决方案。证候学，辨证论治的中心原则，但疾病是复杂多样的，病人暴露出的症状有时并不能让临床医生准确的把握。王米渠等[6]认为根据差异基因表达与虚寒证的相关程度，可以建立虚寒证基因表达谱的数学模型，进而探讨虚寒证的基因诊断指标和疗效的分子评价。魏嵋等[7]研究发现差异表达蛋白质APO-A1、APO-A4具有潜在的作为CHB湿热中阻证诊断、预后标记物或治疗靶点的意义。张洛欣等[8]利用生物信息技术使肾阳虚证信息融合，使其数学模型化，从低层次走向高层次证候姿态。

中药有升降沉浮，四气五味，归经，不同的中药配伍有不同的作用，道地药材与非道地药材的疗效亦不同。究竟中药如何作用于人体，通过什么途径达到治疗目的，究竟是哪种成分在起作用，以及临床医生如何把握中药的不同配伍。基于这种海量的中药信息，目前国内已经出现了一些中药数据库，学者可以利用其数据库检索到每味中药的主要成分、化学结构，以及中药在体内的各级代谢物，通过代谢物找到药物治疗的靶点，并且可以通过局域比对，找到靶点蛋白，这就是所谓的药理网络，这样可以对中药多环节、多靶点的治疗特点进行准确的把握。另外，刘淑群等[9]通过建立道地中药生物信息数据库、开发生物信息计算方法和分析软件、探索个体用药的生物信息学基础，使“道地”属性具有明确的标准性和可控性。通过生物信息技术，学者们还可以得到某中药成分的蛋白表达或者异构体的信息，如宋东杰等[10]利用生物信息学软件分析贯叶金丝桃查尔酮合成酶基因编码蛋白的多种蛋白质性质，获取了该基因的相关因素。沈霞等[11]应用SYSBL软件优化得到绿原酸及其异构体的三维结构，并采用三维结构叠合分析法研究绿原酸及其异构体立体结构差异，为设计、筛选抗流感病毒的先导化合物奠定结构基础。

中医药文化是中华民族几千年智慧的结晶，从中医四诊到辨证治疗，信息量之大之精密，挖掘不是一朝一夕的事情，更不能由于现代医学的冲击，盲目地去生搬硬套，如有些医生简单的将中医药套用西医的模式，一见病毒感染就一味的选用清热解毒，这种简单的将中西医结合，不但没有使中医发展，反而丢弃了原本的中医精神，合理的利用现代的生物信息技术，传承中医文化才是中医现代化的必然之路。尤其是名老中医的经验，不管从辨证方面还是药物配伍方面，对于临床医生来说都是很宝贵的财富，如果可以合理地利用生物信息学技术，将经验转为信息，将模糊变为清晰，将只可意会转为规律可循，那么传承创新指日可待。