引論：我們?yōu)槟砹?3篇系統(tǒng)生物學(xué)應(yīng)用范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

KEY WORDS systems biology; information medicine; integrated traditional Chinese and Western medicine; road map for gene regulation

20世紀(jì)中期的觀點(diǎn)認(rèn)為，生物體是由“物質(zhì)和能量”所組成的，但現(xiàn)在的人們已逐漸認(rèn)識(shí)到人體是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)，生物系統(tǒng)最重要的特點(diǎn)在于其各個(gè)部分之間的高度協(xié)調(diào)。在一個(gè)細(xì)胞中，在同一時(shí)刻有條不紊地進(jìn)行著數(shù)千個(gè)代謝過程，細(xì)胞之間亦同時(shí)進(jìn)行著各種協(xié)調(diào)與整合，如此才會(huì)最終形成各種臟器和系統(tǒng)井然有序的功能表現(xiàn)。顯然，這些高度協(xié)調(diào)、密切相關(guān)的過程只有通過交換信息才能實(shí)現(xiàn)。固然，物質(zhì)和能量仍是生物體的生存要素。在細(xì)胞中，核糖體擁有氨基酸組建模塊以及ATP合成為ADP過程中釋放的能量，但如果沒有細(xì)胞核中DNA所攜帶的信息，同樣無法合成具有功能的蛋白質(zhì)。所以，信息在任何過程中都起著關(guān)鍵性的作用，物質(zhì)和能量不過是附屬物而已。生物體內(nèi)的信息傳遞和整合是由細(xì)胞內(nèi)外的受體和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)來完成的，不同的信號(hào)通路之間存在相互的聯(lián)系和作用，形成動(dòng)態(tài)的功能網(wǎng)絡(luò)。

按系統(tǒng)生物學(xué)的觀點(diǎn)，可以將生物系統(tǒng)的特點(diǎn)概括為“整體、動(dòng)態(tài)、層次、整合”。機(jī)體內(nèi)無數(shù)個(gè)大小網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)通過層次與層次之間、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的聯(lián)系和整合而建立起來的復(fù)雜系統(tǒng)，并不是簡(jiǎn)單系統(tǒng)的疊加。這個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)也會(huì)通過不同網(wǎng)絡(luò)之間的信息傳遞和整合，使基因或蛋白質(zhì)產(chǎn)生出最終的生物學(xué)功能，如此勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)一些涌現(xiàn)性行為和規(guī)律，出現(xiàn)一些單獨(dú)系統(tǒng)所不能反映的新行為，這就是系統(tǒng)生物學(xué)的特征。因此也可以說，信息是生命賴以存在的至為關(guān)鍵的因素。

中醫(yī)學(xué)是一門應(yīng)用信息進(jìn)行調(diào)控，并將其作為主要醫(yī)療手段的醫(yī)學(xué)。首先是以外揣內(nèi)，通過四診獲取人體處于何種狀態(tài)的信息，通過各種辨證方法對(duì)這些信息加以分析，最后按照中藥性味及方劑中最佳配伍的信息組合進(jìn)行組方，用以調(diào)動(dòng)人體自身的抗病能力，綜合調(diào)節(jié)不平衡的病理狀態(tài)，使之向健康狀態(tài)轉(zhuǎn)化。

由此可見，中醫(yī)學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)都是立足于應(yīng)用信息來認(rèn)識(shí)人體的病理、生理變化。中醫(yī)學(xué)發(fā)展的歷史條件造成其對(duì)信息的認(rèn)識(shí)、掌握和應(yīng)用都是間接的，把人體看作黑箱，用以藥測(cè)證的方法，不斷充實(shí)信息的可信度，因此其獲取信息的優(yōu)越之處在于通過宏觀的方式對(duì)人體整體狀態(tài)進(jìn)行觀察和辨別分析，而并非僅僅限于某個(gè)功能系統(tǒng)，這些都符合系統(tǒng)論的思維方法；但不足則在于未能將這些信息量化，以致于在應(yīng)用這些信息時(shí)存在主觀性和不穩(wěn)定性。

中醫(yī)理論尚保持一種前科學(xué)的狀態(tài)，將四診信息量化固然使中醫(yī)學(xué)向現(xiàn)代化、規(guī)范化邁進(jìn)了一大步，但更為重要的是如何把大量的具有正反兩方面意義的信息加以整合，理出一個(gè)頭緒，朝向一個(gè)方向。中醫(yī)學(xué)本來就是先進(jìn)的系統(tǒng)生命科學(xué)認(rèn)知體系，只是未能利用還原論的分析方法掌握其微觀的技術(shù)手段，就連對(duì)四診信息進(jìn)行量化亦缺乏有效的技術(shù)方法。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的理論和方法均奠基于現(xiàn)代科學(xué)之上，但自從15世紀(jì)下半葉以來，以還原論進(jìn)行分析的研究方法主宰了現(xiàn)代科學(xué)的眾多領(lǐng)域。生物學(xué)和醫(yī)學(xué)就是從整體到器官、組織、細(xì)胞，再不斷細(xì)分至分子生物學(xué)。從唯物歷史觀的角度看，這是時(shí)代的需要。還原論在攫取更為深入、細(xì)致的信息方面，較之古代籠統(tǒng)的整體觀不能說不是一個(gè)進(jìn)步。但是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)在進(jìn)步，醫(yī)學(xué)模式卻在倒退，小問題越做越深，以致只關(guān)注于生物單分子行為；大問題越做越少，從而偏離了宏觀研究的方向。中醫(yī)學(xué)缺乏還原論的分析方法，而現(xiàn)代醫(yī)學(xué)缺乏整體論的觀點(diǎn)和思維。如此，在系統(tǒng)生物學(xué)的前提下，中、西醫(yī)各自尋找所需，中西醫(yī)的結(jié)合有了可能。

在臨床實(shí)踐中，辨病與辨證相結(jié)合這一中西醫(yī)結(jié)合的初步途徑已為廣大醫(yī)者所接受。辨病是西醫(yī)之所長(zhǎng)，辨證是中醫(yī)之所長(zhǎng)，中西醫(yī)各取所長(zhǎng)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，才是有機(jī)的中西醫(yī)結(jié)合。除了病證結(jié)合外，在具體辨別與應(yīng)用上亦存在無證從病、無病從證、舍證從病、舍病從證，這些其實(shí)就是對(duì)病與證的信息進(jìn)行整合與取舍，其中取舍的根據(jù)，必須以唯物辯證法為指導(dǎo)，判斷何者是主要矛盾，何者是次要矛盾，正確處理局部與整體及現(xiàn)象與本質(zhì)之間的關(guān)系。

“證”是辨證論治的起點(diǎn)和核心，就臟象中“腎”的辨證而言，是機(jī)體對(duì)致病因素做出整體反應(yīng)的一種功能狀態(tài)。由于辨證是由外揣內(nèi)，在具體應(yīng)用上受到醫(yī)患雙方主觀因素的影響，因此難以將其客觀化和量化。借助四診所獲得的信息，用量表依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)分，亦只是半定量，故而必須通過研究“證”的內(nèi)涵，以期獲得可以量化的信息。1977年Besedovsky首先提出宏觀的“神經(jīng)內(nèi)分泌免疫”網(wǎng)絡(luò)假說，神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)控免疫屬下行通路模式，免疫亦能調(diào)控神經(jīng)內(nèi)分泌屬上行通路模式，如此形成雙向信息傳遞機(jī)制。三者擁有一套共同的化學(xué)信息分子與受體，從而使這三個(gè)系統(tǒng)之間能夠相互交通和調(diào)節(jié)，形成多維立體網(wǎng)絡(luò)狀的聯(lián)系，使涉及整體性的系統(tǒng)之間得以相互交通和調(diào)節(jié)，形成多維立體網(wǎng)絡(luò)狀的聯(lián)系。從涉及整體性系統(tǒng)之間調(diào)節(jié)的神經(jīng)內(nèi)分泌免疫網(wǎng)絡(luò)，到局部性質(zhì)的下丘腦垂體腎上腺皮質(zhì)胸腺軸網(wǎng)絡(luò)，還有數(shù)不清的小網(wǎng)絡(luò)，機(jī)體就是由大大小小眾多網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成的，并將其作為對(duì)外反應(yīng)與自我調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)。正常的人體功能是人類基因的一個(gè)有序表達(dá)，病或證則是基因表達(dá)的失衡，治療絕大多數(shù)病或證都將從調(diào)控基因功能入手，即從修飾或改變基因的表達(dá)與基因的產(chǎn)物著手。大、小網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控都是立足于基因表達(dá)的調(diào)控，這些基因網(wǎng)絡(luò)最后都要通過中樞信號(hào)傳導(dǎo)由負(fù)反饋機(jī)制來完成調(diào)控作用，使生命體有自我調(diào)節(jié)的能力。網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)高度復(fù)雜的、非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。錢學(xué)森說過：“要看動(dòng)力學(xué)就要造成干擾，才能看到變化。”中醫(yī)學(xué)自發(fā)地應(yīng)用系統(tǒng)概念考察人體變化，著重于通過證效關(guān)系來判別辨證的正確性，“以藥測(cè)證”就提供了一個(gè)動(dòng)態(tài)的干預(yù)手段來研究證。

轉(zhuǎn)貼于

我們?cè)凇澳I”本質(zhì)的研究中，借鑒了“神經(jīng)內(nèi)分泌免疫”網(wǎng)絡(luò)學(xué)說，證明腎陽(yáng)虛證的調(diào)控中心位于下丘腦［1］，并且涵蓋了以下丘腦垂體腎上腺皮質(zhì)胸腺軸為主軸的神經(jīng)內(nèi)分泌免疫網(wǎng)絡(luò)［2］。既然調(diào)控中心高踞于下丘腦，則其調(diào)控模式可被設(shè)想為是通過下行通路進(jìn)行的。對(duì)于大量的調(diào)控信息，我們必須從系統(tǒng)生物學(xué)的“整體”角度加以考慮，采取以藥測(cè)證的“動(dòng)態(tài)”干預(yù)進(jìn)行比較，將各個(gè)“層次”的基因信息通過基因網(wǎng)絡(luò)把它們“整合”起來，于是蘊(yùn)育了繪制基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控路線圖譜的意圖。

我們?cè)谀M腎虛證26月齡自然衰老大鼠模型上，采用補(bǔ)腎藥羊藿總黃酮進(jìn)行以藥測(cè)證，取下丘腦、垂體、腎上腺、脾淋巴細(xì)胞，采用美國(guó)Affymetrix公司的大鼠基因芯片，研究老年大鼠下丘腦垂體腎上腺皮質(zhì)胸腺軸的基因表達(dá)譜［3］。羊藿總黃酮在最高層次下丘腦水平可上調(diào)6種神經(jīng)遞質(zhì)受體基因的表達(dá)，在垂體和腎上腺水平上調(diào)生長(zhǎng)激素軸和性腺軸，證明羊藿總黃酮的調(diào)控模式是通過神經(jīng)內(nèi)分泌免疫網(wǎng)絡(luò)的下行通路而激活免疫系統(tǒng)的。在免疫系統(tǒng)中的淋巴細(xì)胞這一層次中，羊藿總黃酮首先激活與細(xì)胞凋亡相關(guān)的上游信號(hào)分子，上調(diào)CD28、CTLA4、T細(xì)胞受體、CD3這些共刺激信號(hào)分子以形成調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，連同轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β以及促增殖的原癌基因cFos、cmyc、aRaf、cyclinD1、cJun等共同激發(fā)T細(xì)胞生長(zhǎng)因子白細(xì)胞介素2，成為促增殖、抗凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要途徑。白細(xì)胞介素2是強(qiáng)有力的生長(zhǎng)刺激信號(hào)，激活核轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子NFκB，NFκB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是一組集抗凋亡、促增殖、調(diào)節(jié)免疫效應(yīng)于一身的調(diào)節(jié)因子，為多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的連接點(diǎn)，在分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中處于樞紐地位。它的被激活，在導(dǎo)致下調(diào)促凋亡基因的同時(shí)亦上調(diào)抗凋亡基因，在下調(diào)抗增殖基因的同時(shí)亦上調(diào)促增殖基因，使這些對(duì)立的基因整合后向有利于增殖與凋亡平衡的方向進(jìn)行，最終降低了老年期大鼠T細(xì)胞的過度凋亡。從羊藿總黃酮的干預(yù)上調(diào)下丘腦多種神經(jīng)遞質(zhì)，直至降低T細(xì)胞凋亡率，是一連串信息在多個(gè)層次之間的傳遞與整合，最終形成腎虛證在下丘腦垂體腎上腺皮質(zhì)胸腺軸上具有特征性的有序基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控路線圖譜。見圖1。

圖1 腎虛證下丘腦垂體腎上腺皮質(zhì)胸腺軸基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控路線圖譜（略）

用基因表達(dá)譜檢測(cè)RNA功能的表達(dá)受時(shí)間和空間的影響，在不同時(shí)間、不同條件下會(huì)有不同程度的表達(dá)，故進(jìn)行基因芯片實(shí)驗(yàn)最好重復(fù)2次以上。我們?cè)谥貜?fù)前次實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了采集下丘腦垂體腎上腺皮質(zhì)胸腺軸中的下丘腦、垂體、腎上腺及淋巴細(xì)胞以外，還根據(jù)腎虛辨證涉及的范圍，增加了骨骼、肝臟和腎臟這3種標(biāo)本，以使基因表達(dá)差異的顯示結(jié)果更接近于腎虛證的本質(zhì)，并逐步擴(kuò)增基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控路線圖譜。見圖2。

在下丘腦垂體腎上腺皮質(zhì)胸腺軸4種組織上所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與前次研究結(jié)果相對(duì)照，有很好的重復(fù)性。由于羊藿總黃酮的干預(yù)，在骨骼、肝臟和腎臟這3種組織中，原已下調(diào)的與甲狀旁腺素、降鈣素、骨基質(zhì)相關(guān)前膠原和膠原，以及蛋白質(zhì)、糖代謝相關(guān)的基因，如細(xì)胞色素C，煙酰胺腺嘌呤二核苷酸脫氫酶、6磷酸葡萄糖、前列腺素等全部上調(diào)。將7種組織中眾多小網(wǎng)絡(luò)的信息進(jìn)行整合，使基因網(wǎng)絡(luò)之間關(guān)系逐步明朗、有序，顯現(xiàn)出神經(jīng)內(nèi)分泌免疫和神經(jīng)內(nèi)分泌骨代謝兩大系統(tǒng)，同時(shí)亦形成相互交叉的兩大基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控路線圖譜。用以藥測(cè)證的方法顯示了“腎”在生理狀態(tài)下對(duì)機(jī)體進(jìn)行調(diào)控的兩大主要基因調(diào)控路線及其規(guī)律。按系統(tǒng)生物學(xué)觀點(diǎn)，借助于信息醫(yī)學(xué)，我們?cè)谥形麽t(yī)結(jié)合研究中對(duì)腎虛證本質(zhì)和復(fù)雜生命現(xiàn)象解析之間的關(guān)系做了有聯(lián)系的應(yīng)用，并提出了新的研究思路。

圖2 腎虛證兩大基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控路線圖譜（略）

［參考文獻(xiàn)］

篇2

目前國(guó)內(nèi)許多高等醫(yī)科院校已經(jīng)開展了留學(xué)生高等教育，包括短期培訓(xùn)和長(zhǎng)期學(xué)歷學(xué)位教育。大連醫(yī)科大學(xué)的留學(xué)生教育最早始于1986年，當(dāng)時(shí)僅限短期培訓(xùn)教育，從2004年起開始大批招生長(zhǎng)期學(xué)歷學(xué)位醫(yī)學(xué)留學(xué)生，而留學(xué)生大部分來自印度、斯里蘭卡、巴基斯坦、尼泊爾等國(guó)家，至2010年12月底，該校留學(xué)生學(xué)歷學(xué)位生達(dá)到1353人，其中研究生143人、本科生1210人，國(guó)別數(shù)增加到72個(gè)。學(xué)校成為全國(guó)首批具備招收英語(yǔ)授課留學(xué)生的院校之一，被教育部批準(zhǔn)成為中國(guó)政府獎(jiǎng)學(xué)金來華留學(xué)生培養(yǎng)學(xué)校。已獲得44個(gè)國(guó)家教育部、衛(wèi)生部或醫(yī)學(xué)會(huì)的認(rèn)證，學(xué)校的國(guó)際影響力進(jìn)一步擴(kuò)大。實(shí)際上留學(xué)生教育已經(jīng)發(fā)展成為該校一個(gè)全新的教育團(tuán)體，是對(duì)該校現(xiàn)有的學(xué)歷學(xué)位生教育的必要補(bǔ)充。

醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)是醫(yī)學(xué)生重要的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，而良好的生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用是保障該課程的順利進(jìn)行的前提條件。

1 英文版的生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)更有利于留學(xué)生開展機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn) 由于該校的留學(xué)生大部分來自巴基斯坦、印度、尼泊爾、等國(guó)家，盡管英語(yǔ)是這些國(guó)家的官方語(yǔ)言或通用語(yǔ)言，但是英語(yǔ)不是他們的母語(yǔ)，雖然英語(yǔ)的寫作和閱讀水平較高，但是口語(yǔ)水平相對(duì)較差，帶著濃重的地方口音，且發(fā)音不夠規(guī)范，這在一定程度上影響著教師和學(xué)生之間在機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)課上的交流。由于英文版的生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)完全是英文界面，操作簡(jiǎn)單易行，再加上課堂上老師親自動(dòng)物和儀器操作示教，可以大大減少教師和學(xué)生之間的交流，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利進(jìn)行。

2 提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平,使實(shí)驗(yàn)室管理上新平臺(tái) 留學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)是現(xiàn)代化國(guó)際教學(xué)的一部分，它反映出國(guó)內(nèi)高等醫(yī)學(xué)教育水平的一個(gè)側(cè)面。醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)使用現(xiàn)代化的如Biolap420F等生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件，替代原有的分離的刺激器、示波器和放大器等儀器設(shè)備，利用該系統(tǒng)可完成機(jī)能學(xué)科的生理學(xué)、藥理學(xué)和病理生理學(xué)實(shí)驗(yàn)，避免了實(shí)驗(yàn)室的重復(fù)投資，提高了儀器設(shè)備的利用率，同時(shí)簡(jiǎn)化了多個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的使用。整個(gè)實(shí)驗(yàn)室顯得整潔、美觀、規(guī)范，實(shí)驗(yàn)室面貌煥然一新，使實(shí)驗(yàn)室的管理上了一個(gè)新臺(tái)階。

3 有利于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的保存、自動(dòng)分析、圖像剪貼和打印 由于現(xiàn)代化的BL-420生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能和實(shí)時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理, 同時(shí)該軟件具有方便的存儲(chǔ)、反演及打印等功能，因此只要課上留學(xué)生認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果一般就會(huì)較理想，實(shí)際上該系統(tǒng)更有利于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的保存、自動(dòng)分析、圖形剪輯及打印，并將打印結(jié)果附于實(shí)驗(yàn)報(bào)告上,增加了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性與真實(shí)性，提高了留學(xué)生實(shí)驗(yàn)效率及實(shí)驗(yàn)課的效果。

生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在留學(xué)生機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，已經(jīng)取得初步成效，當(dāng)然也存在許多問題或不足，尚有待于進(jìn)一步發(fā)展和改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

篇3

二、同伴互助學(xué)習(xí)的組織

同伴互助學(xué)習(xí)的組織，教師的作用是關(guān)鍵。他既是整個(gè)活動(dòng)的策劃者，比如對(duì)于如何分組、學(xué)習(xí)側(cè)重點(diǎn)都要做出指導(dǎo)性的安排。同時(shí)，教師也是一名旁觀者，因?yàn)槊總€(gè)小組都是一個(gè)獨(dú)立團(tuán)隊(duì)，他們有著自己的計(jì)劃與規(guī)則，對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)不需要過多干預(yù)。

（1）分組策略。在很多小組合作的模式里，學(xué)習(xí)能力強(qiáng)帶動(dòng)學(xué)習(xí)能力弱的學(xué)生學(xué)習(xí)是常見的，這種異質(zhì)分組確實(shí)能達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。但是，筆者通過學(xué)生的反饋發(fā)現(xiàn)，在提問與解答反復(fù)進(jìn)行過程中，對(duì)于非常淺顯的問題，能力強(qiáng)的學(xué)生容易表現(xiàn)出一些不耐煩，在講解的過程中思維往往跳躍大。而對(duì)于學(xué)習(xí)弱的學(xué)生由于提問頻繁，對(duì)于很多問題都是一知半解，最終變得更加不自信。因此，筆者依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力大小將全班分為強(qiáng)、中、弱三個(gè)層次，每個(gè)層次若干個(gè)組，每個(gè)組約5人，并實(shí)行組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制。經(jīng)過對(duì)每組學(xué)習(xí)目標(biāo)的指導(dǎo)，這種同質(zhì)分組策略能讓學(xué)生獲得更多的討論機(jī)會(huì)，這種同舟共濟(jì)的團(tuán)隊(duì)意識(shí)在學(xué)習(xí)的過程中會(huì)表現(xiàn)得更加突出。

（2）目標(biāo)策略。高中生物的必修知識(shí)，基本可以分為細(xì)胞與增殖、物質(zhì)與能量代謝、遺傳變異、生命活動(dòng)調(diào)節(jié)、生態(tài)等五個(gè)專題內(nèi)容。由于不同層次的學(xué)生掌握的水平不同，因此，他們的目標(biāo)策略也不同。

筆者將學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的小組目標(biāo)策略總結(jié)為問題共享、查缺補(bǔ)漏。這部分學(xué)生對(duì)課本基本概念、基本原理、基本過程掌握較好，也能夠根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)來解決實(shí)際問題，他們遇到的問題主要是獲取信息后無法準(zhǔn)確地做出分析，同時(shí)在一些變式訓(xùn)練中靈活處理能力較弱。復(fù)習(xí)對(duì)他們來說就是要不斷地發(fā)現(xiàn)知識(shí)的漏洞，不斷整合知識(shí)的聯(lián)系以及拓展自己變式的能力。為了更好地發(fā)現(xiàn)問題，我們實(shí)行一人一專題，他們要做的就是對(duì)自己負(fù)責(zé)的專題做好知識(shí)梳理，經(jīng)過系統(tǒng)地復(fù)習(xí)以及疑難題型的再練習(xí)，學(xué)生必然會(huì)發(fā)現(xiàn)自己的一些知識(shí)缺漏。對(duì)于缺漏，我們采取共享的形式，把它們記錄在專題列表上。依照這種方式，我們可以收集每個(gè)專題的易錯(cuò)題、疑難題，然后將這些題的位置分發(fā)給每位成員。每次的學(xué)習(xí)活動(dòng)，內(nèi)容都覆蓋到五個(gè)專題，如果遇到不會(huì)做的題目，由供題者面對(duì)面地講解。如此操作，讓學(xué)生既能在短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)自己的問題，不斷查缺補(bǔ)漏，同時(shí)又有機(jī)會(huì)教會(huì)他人，進(jìn)一步提高邏輯推理能力和表達(dá)能力。

學(xué)習(xí)能力中等的學(xué)生對(duì)課本基本概念、基本原理、基本過程沒有系統(tǒng)性地認(rèn)識(shí)，訓(xùn)練時(shí)往往因考慮不全面、概念模糊而導(dǎo)致做錯(cuò)題。但這一層次的很多學(xué)生依然認(rèn)為自己掌握得非常好，他們的錯(cuò)誤只是因?yàn)椴恍⌒模运麄兊哪繕?biāo)策略是問題驅(qū)動(dòng)，強(qiáng)化夯實(shí)，問題主要來源于近期的作業(yè)、試卷。通過上面似懂非懂的題型，小組內(nèi)采取配對(duì)形式，一對(duì)一交替講解。在講解的過程中，講解人應(yīng)從課本上找到相應(yīng)的知識(shí)依據(jù)，并歸納出相似題型的解題思路。這個(gè)過程既能讓學(xué)生通過問題強(qiáng)化對(duì)知識(shí)的理解，又能讓組里每位成員都有教授他人的機(jī)會(huì)，討論有針對(duì)性且不流于形式，真正實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)上的互幫互助。

學(xué)習(xí)能力弱的學(xué)生根本問題在于對(duì)生物學(xué)科缺乏科學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)方法，他們的目標(biāo)策略是方法總結(jié)、建立自信。由于小組成員對(duì)生物基本內(nèi)容的掌握程度比較相似，在這樣的環(huán)境中討論交流不容易出現(xiàn)怯場(chǎng)、畏縮、甚至是沉默現(xiàn)象。他們可以通過探討制定出科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，采取命題的形式畫出指定內(nèi)容的概念圖。盡管每位成員展示出的知識(shí)聯(lián)系會(huì)有所不同，但他們最終能夠加深對(duì)知識(shí)的理解。

（3）評(píng)價(jià)策略。開展同伴互助學(xué)習(xí)，評(píng)價(jià)過程不可少，它的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)都應(yīng)該是促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。評(píng)價(jià)的過程不能局限于認(rèn)知領(lǐng)域，更重要的是要關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的情感、態(tài)度、價(jià)值觀以及實(shí)踐能力的進(jìn)步與變化，要將學(xué)習(xí)結(jié)果和學(xué)習(xí)過程有機(jī)結(jié)合。如學(xué)習(xí)過程中有的學(xué)生合作意識(shí)不強(qiáng)，學(xué)習(xí)習(xí)慣難以堅(jiān)持，此時(shí)可以發(fā)揮團(tuán)隊(duì)成員的作用，動(dòng)之以情，曉之以理，統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。有的學(xué)生雖然參與互助學(xué)習(xí)，但是學(xué)習(xí)效果不佳，表現(xiàn)在只知其一，不知其二，此時(shí)教師可幫助他們分析問題產(chǎn)生的原因，找到相應(yīng)的解決方案，建立一種錯(cuò)誤的預(yù)防機(jī)制。

總之，開展同伴互助學(xué)習(xí)，對(duì)于促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)，開發(fā)學(xué)生潛能，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和善于幫助他人及與他人合作的良好品質(zhì)都有重要意義，同時(shí)也給教師的教學(xué)提出了更高的要求。同時(shí)，同伴互助學(xué)習(xí)只能作為課堂教學(xué)形式的補(bǔ)充，我們依然要與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，運(yùn)用多種策略提高生物復(fù)習(xí)的有效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜英英.運(yùn)用學(xué)習(xí)金字塔理論提高生物課堂教學(xué)效率[J].中學(xué)

教學(xué)參考，2013（2）.

篇4

0引言

大學(xué)生英語(yǔ)寫作是其在大學(xué)英語(yǔ)學(xué)習(xí)階段的重頭戲，無論是在四、六級(jí)，四、八級(jí)還是雅思、托福考試中都占很大的比例。但從筆者近幾年輔導(dǎo)和分析學(xué)生英語(yǔ)寫作的情況來看，語(yǔ)言的錯(cuò)誤率和誤用率依然比較高，且在不同寫作水平的學(xué)生中分布不均勻。寫作水平較低者本文暫且不做分析，寫作水平較高者（作文成績(jī)?cè)?5%以上者）思想表達(dá)比較清楚、語(yǔ)言通順、連貫性好、用詞也很豐富，其問題主要表現(xiàn)在同義詞的選用及其與其他詞語(yǔ)的搭配和用詞的得體性方面。

詞匯學(xué)習(xí)是大學(xué)生英語(yǔ)聽說讀寫各方面的基礎(chǔ)，學(xué)生從開始學(xué)習(xí)英語(yǔ)的第一天就開始學(xué)習(xí)詞匯，但要把詞匯學(xué)好，未必是一件容易的事情。詞匯的學(xué)習(xí)和研究貫穿一位英語(yǔ)學(xué)習(xí)者的整個(gè)學(xué)習(xí)過程。隨著學(xué)習(xí)者詞匯的豐富、語(yǔ)言水平的逐漸提高，選詞、搭配卻成了他們寫作中一個(gè)大問題，尤其是一些同義詞。學(xué)習(xí)者們腦海中儲(chǔ)存了大量的同義詞，寫作過程中到底應(yīng)該提取哪一個(gè)，那個(gè)詞在自己所寫的這篇文章中最恰當(dāng)、最得體，好多學(xué)習(xí)者百思不得其解。

1同義詞的概念及分類

詞與詞可以因表達(dá)同一的邏輯概念而結(jié)合在一起，這些詞成為同義詞（synonyms）。由于歷史的原因，英語(yǔ)中的同義詞特別多。A.C.Baugh在A History of the English Language中說：“ 豐富主要是由于拉丁語(yǔ)、法語(yǔ)和本族語(yǔ)成分的巧妙混合所致。”本族語(yǔ)與外來語(yǔ)混合的同義詞特別多，有的結(jié)成一對(duì)，有的組成三詞一組。例如homely和domestic；ask、question和interrogate。

英語(yǔ)中的絕對(duì)同義詞（absolute synonyms）很少,只有一些專門術(shù)語(yǔ)同義詞可稱得上是絕對(duì)同義詞，例如fricative和spirant等。英語(yǔ)中一詞多義的現(xiàn)象十分普遍，因此一對(duì)或一組同義詞并不是一成不變的，一個(gè)詞可與一部分詞構(gòu)成同義詞，也可與另一部分詞構(gòu)成同義詞，如look與see，watch，observe構(gòu)成同義詞，表示看的概念，也可與seem，appear構(gòu)成同義詞，表示“看上去”的概念。

2大學(xué)生寫作中同義詞使用上存在的問題及分析

2.1 語(yǔ)言使用敏感性差，沒有考慮到同義詞語(yǔ)義上的差別有位同學(xué)堅(jiān)持認(rèn)為下面他寫的這句話正確：The birds escaped at the sight of our approach. 殊不知，此處用fled 語(yǔ)義更準(zhǔn)確，指小鳥見到有人來倉(cāng)皇飛走的樣子。實(shí)際上兩個(gè)詞只要有一個(gè)意義相同就可以被認(rèn)為是同義詞。但一般認(rèn)為，絕對(duì)的同義詞是幾乎沒有，所謂絕對(duì)的同義詞是指在任何場(chǎng)合下都能互換使用的詞。同義詞往往表示的概念意義相同，而其他特征有差異。例如，語(yǔ)域（register）,也就是詞匯的正式程度不同，有些非常正式，屬于正式語(yǔ)言，有些屬于方言俚語(yǔ)。他們適用的語(yǔ)體不同，有的是口語(yǔ)，有的是方言等。每組同義詞可以根據(jù)他們的語(yǔ)體差異構(gòu)成一個(gè)等級(jí)級(jí)差。在這個(gè)等級(jí)級(jí)差中，我們用詞匯的語(yǔ)體差異來進(jìn)行區(qū)分。例如，有三個(gè)同義詞為一組的，我們稱之為同義詞等級(jí)級(jí)差三分法。最多一般有五分法，也就是說這組同義詞分別用于五種不同的語(yǔ)體：書面語(yǔ)、中性、口語(yǔ)、俚語(yǔ)和古語(yǔ)。有些語(yǔ)體相同的同義詞還可以在同一語(yǔ)篇中重疊使用，重疊的數(shù)量越多，他們之間的語(yǔ)義關(guān)系越松散。由于這些重疊的詞匯詞性相同，在句子中的句法特點(diǎn)相同，我們可以用“同義結(jié)構(gòu)”來代替“同義詞”。例如“The visitors were delighted，cheerful and good-tempered”，本句中這三個(gè)詞雖然也可以論為同義詞，但其詞義有相當(dāng)大的區(qū)別，或者說他們只在本句中互為同義；而這三個(gè)詞與其他詞匯搭配在其他語(yǔ)境中使用并不一定互為同義，更不一定能相互代替。因此，同義詞在某種程度上是一個(gè)模糊的概念，在特定的語(yǔ)境中使用一定要進(jìn)行篩選。

2.2 詞的搭配比較隨意以Chomsky為代表的語(yǔ)言學(xué)家從選擇限制的角度來研究搭配問題，詞的搭配取決于兩點(diǎn)：一是語(yǔ)法規(guī)則，二是詞匯的語(yǔ)義特征。從大學(xué)生的寫作當(dāng)中可看出：犯第一種錯(cuò)誤的主要是大學(xué)非專業(yè)低年學(xué)生；而幾乎所有的學(xué)生都犯第二類錯(cuò)誤。由于英語(yǔ)中一些同義詞的出現(xiàn)，使得許多學(xué)習(xí)者在寫作或口語(yǔ)表達(dá)中不知該選那個(gè)詞與主詞項(xiàng)或“節(jié)”（note）來搭配。例如，strong tea 還是powerful tea？學(xué)習(xí)者感到茫然。

2.3 母語(yǔ)的影響當(dāng)然，語(yǔ)言遷移有母語(yǔ)正遷移也有負(fù)遷移，對(duì)于漢語(yǔ)和英語(yǔ)這兩種差異性很大的而語(yǔ)言來說，負(fù)遷移表現(xiàn)較正遷移明顯了許多。由于不同的文化背景，形成了人們的思維方面的差異，因而語(yǔ)言的組織和表達(dá)就有了相當(dāng)大的區(qū)別。例如，漢語(yǔ)中一個(gè)“壞（變質(zhì)腐壞）”可與許多詞搭配，所以中國(guó)人常說“壞了的——熏肉、黃油、雞蛋、牛奶、一道菜等” ；而在英語(yǔ)中，表達(dá)“變質(zhì)腐壞”這一概念的同義詞有rancid, addled, sour, rotten等，我們習(xí)慣說rancid bacon/butter, addled egg, sour milk, rotten butter/egg。再如， 表達(dá)“一群”的同義詞有a flock of, a herd of, a school of, a pride of等，漢語(yǔ)中“一群”這個(gè)詞可與許多詞連用，而英語(yǔ)中我們習(xí)慣說“a flock of sheep, a herd of cows, a school of wheels, a pride of lions.”，以漢語(yǔ)為母語(yǔ)的英語(yǔ)學(xué)習(xí)者，由于受母語(yǔ)習(xí)慣性搭配的影響，在這些搭配中總是犯錯(cuò)誤，他們把一個(gè)詞條與很多詞匯用在一起，不得不引起我們的高度關(guān)注。

3啟示

3.1 我國(guó)外語(yǔ)教學(xué)，從教師的教學(xué)理念、教學(xué)方法、教材等各方面還處于滯后的狀況。有調(diào)查顯示，中學(xué)教師對(duì)語(yǔ)法、閱讀、聽說、語(yǔ)用知識(shí)等五項(xiàng)的重視程度以10分賦值由高到低為：語(yǔ)法（8.36），詞匯（7.93），閱讀（6.71），聽說（4.38），語(yǔ)用知識(shí)（3.60）。大學(xué)時(shí)，英語(yǔ)教師重視程度為閱讀（7.69），詞匯（7.14），聽說（6.74），語(yǔ)用知識(shí)（5.67），語(yǔ)法（4.43）。由此可看出，學(xué)習(xí)者的語(yǔ)用能力培養(yǎng)并沒有得到重視。學(xué)習(xí)語(yǔ)言的最終目標(biāo)是應(yīng)用，所以，學(xué)習(xí)者語(yǔ)用能力的培養(yǎng)從一開始學(xué)習(xí)就應(yīng)該適當(dāng)滲透，這樣可以有效避免學(xué)生在搭配（尤其是自由搭配）時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤。這個(gè)問題的解決應(yīng)該從教材的編寫、改進(jìn)教學(xué)方法兩方面入手。

3.2 學(xué)習(xí)者在使用同義詞時(shí)應(yīng)當(dāng)避免母語(yǔ)負(fù)遷移的影響，注意他們之間的差異：語(yǔ)義上的差異；語(yǔ)體和感彩上的差異；詞的搭配和位置上的差異。

3.2.1 在語(yǔ)言表達(dá)中，盡力用英語(yǔ)進(jìn)行思維，不能只看其表面的漢語(yǔ)意義。例如，關(guān)于描述“雨”一詞，英語(yǔ)中就有好幾個(gè)對(duì)應(yīng)詞，storm, tempest, downpour, cloudburst, thunderstorm, drizzle, shower等，含義各異，其中storm, tempest描述暴風(fēng)雨；downpour, cloudburst是指大暴雨；thunderstorm是雷陣雨；drizzle是毛毛細(xì)雨；shower是指陣雨，而 “rain”只是一個(gè)總稱。再例如，在下面這句話中用greatly, largely, highly, fairly那個(gè)更合適呢？You may be a good singer, but it is ______ unlikely that you will make it big. Looks are important, too. It is unlikely that…或 It is not likely that…通常是指“某事是不太可能的”或“某事不大有希望的”。根據(jù)本句句義及所提供的四個(gè)近義詞的詞義，推斷本句該用highly，而大多數(shù)同學(xué)卻選了fairly 和其他。因此，在選用詞匯時(shí)，不能只看詞的表面意義，本句中，如果只看表面意義，這四個(gè)詞均可表示程度，而highly 相當(dāng)于extremely 可準(zhǔn)確修飾unlikely 表明本句句義。

3.2.2 不同的同義詞出現(xiàn)在不同語(yǔ)體中，帶有語(yǔ)體色彩。例如home 屬于表達(dá)“家”這個(gè)意義的普通詞，幾乎適用于一切場(chǎng)合，而domicile就很正式，residence比較正式，abode只用于詩(shī)體，diminutive非常正式，tiny 用于口語(yǔ)中，wee用于方言中。上面已經(jīng)提到，英語(yǔ)中一般出現(xiàn)五種語(yǔ)體。因此，英語(yǔ)中的同義詞在使用時(shí)一定要考慮語(yǔ)體，不能隨意使用。其次，一些同義詞在表達(dá)感彩上是有一定區(qū)別的。根據(jù)同義詞感彩上的差異，通常把他們分為褒義、中性和貶義或高雅、中性和粗俗類詞匯。例如，statesman是褒義詞，而politician是貶義詞；再比如“瘦”可以用slender，slim，lean, thin，underweight，gaunt，lanky，skinny等來表達(dá)，而slender表示“苗條”，是褒義的，skinny卻是貶義的，underweight則是中性的詞。前面提到，由于歷史的原因，現(xiàn)代英語(yǔ)除本族語(yǔ)外，還包括大量的法語(yǔ)和拉丁來源的詞，這就使英語(yǔ)的同義詞相當(dāng)豐富。總的來講，英語(yǔ)本族語(yǔ)大多聽起來樸素、親切，大量用于口頭表達(dá)：法語(yǔ)來源的詞莊重文雅，多與行政、宗教、軍事、服飾等有關(guān)；拉丁來源的詞，書卷味濃，如ask，question，interrogate這三個(gè)不同來源的同義詞在不同的主題、對(duì)象、情景下用法就不一樣。

3.2.3 學(xué)習(xí)同義詞最困難的部分莫過于詞的搭配。一般來說詞的搭配主要是由固定搭配和一些自由搭配組成。通過大量數(shù)據(jù)調(diào)查，語(yǔ)言學(xué)家們發(fā)現(xiàn)人們自然話語(yǔ)中的70%都是由那些固定、半固定的語(yǔ)塊結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。這便提醒了學(xué)習(xí)者英語(yǔ)中的確存在著一些固定的語(yǔ)言結(jié)構(gòu)，我們應(yīng)該不斷總結(jié)和記住他們。英語(yǔ)中的自由搭配不等于隨意搭配，他們一定是建立在一些規(guī)則基礎(chǔ)之上的，例如縱聚合規(guī)則（paradigmatic rules）和橫組合規(guī)則（syntagmatic rules）等。因此，學(xué)習(xí)者在一組同義詞中選用最恰當(dāng)?shù)囊粋€(gè)詞匯時(shí)，應(yīng)該注意這些規(guī)則。

總之，在英語(yǔ)寫作用詞實(shí)踐中，區(qū)分同義詞的用法是相當(dāng)重要的。要準(zhǔn)確使用一組同義詞中的某一個(gè)，一定得考慮本文所提到的各個(gè)因素。只有準(zhǔn)確、得體的用詞，信息才能得到有效地傳遞。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡壯麟，彭宣維.語(yǔ)義學(xué)概論[M].北京：北京大學(xué)出版社，2006.

篇5

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是畜牧、獸醫(yī)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)、微生物、醫(yī)學(xué)等生命科學(xué)領(lǐng)域中的統(tǒng)計(jì)工具，數(shù)據(jù)分析離不開生物統(tǒng)計(jì)學(xué)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，已有更多的軟件被應(yīng)用于生物統(tǒng)計(jì)學(xué)，如SPSS[1-3]、Excel[4]、SAS[5]等，但是不同的統(tǒng)計(jì)軟件具有著不同的統(tǒng)計(jì)特點(diǎn)，如Excel統(tǒng)計(jì)功能雖然簡(jiǎn)單，但是操作方便，分析出來的結(jié)果更為直觀，更適合生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的初學(xué)者。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行收集、整理、分析、解釋的科學(xué)[6-7]，在生物統(tǒng)計(jì)學(xué)教材中不僅提供了如何通過合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)獲得理想的數(shù)據(jù)資料，還提供各種數(shù)據(jù)資料的分析方法，是所有高等學(xué)校本科生的必修課。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)由于其公式比較多，理論深?yuàn)W，所以高等學(xué)校本科生對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)興趣相對(duì)不高。因此，本文主要介紹如何利用Excel進(jìn)行雙因素?zé)o重復(fù)觀測(cè)值的方差分析，以案例的形式詳細(xì)闡述了其分析過程，希望能提高學(xué)生對(duì)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，并增強(qiáng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力。

1 分析工具庫(kù)的安裝

Excel一般不直接裝配“分析工具庫(kù)”這一模塊，需要在Excel的基礎(chǔ)上自行安裝。安裝步驟：Excel的工具加載宏分析工具庫(kù)確定。

2 雙因素?zé)o重復(fù)方差分析

雙因素?zé)o重復(fù)方差分析一般適用于雙因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)分析，而且是不同因素水平組合（處理）的觀測(cè)值只有1個(gè)時(shí)才可以運(yùn)用此分析模塊。

2.1 數(shù)據(jù)資料的建立

例：60～90日齡時(shí)期豬的日增重（g）數(shù)據(jù)如下，4種飼料（A1、A2、A3、A4）、3個(gè)豬品種（B1、B2、B3），試檢驗(yàn)飼料及品種間的差異顯著性[6]。數(shù)據(jù)資料建立見表1。

2.2 單因素方差分析過程

在Excel中，工具數(shù)據(jù)分析方差分析：可重復(fù)雙因素分析，點(diǎn)擊“確定”進(jìn)行分析。輸入?yún)^(qū)域：選擇原始數(shù)據(jù)（包含行和列的標(biāo)志在內(nèi)）；標(biāo)志：指的是在建立數(shù)據(jù)的時(shí)候在數(shù)據(jù)第1列和第1行有數(shù)據(jù)的變量名，而且在輸入?yún)^(qū)域選擇的時(shí)候?qū)⒆兞棵策x上，這時(shí)候可以進(jìn)行勾選，否則就不選擇此項(xiàng)；？琢（顯著水平）：0.05（或者0.01），輸出選項(xiàng)：輸出區(qū)域處選一空白處，單擊確定按鈕，具體選項(xiàng)見圖1。

2.3 結(jié)果分析

結(jié)果部分見表2，表2中只是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了描述統(tǒng)計(jì)量的分析，只是簡(jiǎn)單地列出了不同因素和不同水平的樣本大小、平均數(shù)、方差、總和等信息。從此結(jié)果可以初步看出，在不同品種中B1的日增重均值（542.5）是最大的，在不同飼料中A3的日增重均值（545）是最大。

方差分析的最終結(jié)果見表3，針對(duì)所有數(shù)據(jù)資料的變異來源分為樣本（列：在此例中為不同豬品種B）、行（本例中為不同種飼料A）、誤差（隨機(jī)誤差），分別列出了平方和

（SS）、自由度（df）、均方（MS）、F值（F）、相伴概率（顯著性概率，P）、F的臨界值（分位數(shù)，F(xiàn)crit）。根據(jù)表3的結(jié)果可以有2種方法判斷結(jié)果，其一是直接根據(jù)顯著性概率來判斷，也可以根據(jù)F值來判斷。由表3可以看出，利用相伴概率來判定結(jié)果如下，不同品種（列）：P=0.006 343F臨界=4.757 055，因此不同飼料的日增重差異顯著。如要確定是否會(huì)差異極顯著需要返回到圖1，在？琢處輸入0.01，然后再重新判定其結(jié)果。

3 討論

Excel在結(jié)果輸出時(shí)給出了相伴概率P和F值這2種結(jié)果，可以以2種方式對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，而SPSS只是以相伴概率P為依據(jù)來判定結(jié)果，相對(duì)單一[7]。在雙因素方差分析中Excel數(shù)據(jù)資料的建立十分方便，基本按照將一個(gè)因素放在行上，另一因素放在列上建立數(shù)據(jù)資料即可，而SPSS統(tǒng)計(jì)軟件的數(shù)據(jù)建立[7]需要將同一因素的所有水平建立在同一列里。利用Excel進(jìn)行雙因素?zé)o重復(fù)觀測(cè)值的方差分析雖然從數(shù)據(jù)的建立、分析過程、結(jié)果分析等方面來看，操作相對(duì)比較方便，但當(dāng)方差分析結(jié)果是差異顯著（或極顯著）時(shí)，不能夠?qū)?shù)據(jù)資料進(jìn)行進(jìn)一步的多重比較。

4 參考文獻(xiàn)

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篇6

一、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)踐課程特點(diǎn)

現(xiàn)代工程問題的復(fù)雜化需要學(xué)生具有綜合化的知識(shí)結(jié)構(gòu)，融合了多項(xiàng)工程技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生以系統(tǒng)化的思維方式對(duì)待工程問題，通過不斷完善實(shí)踐教學(xué)模式、構(gòu)建科學(xué)合理的教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，使學(xué)生工程技術(shù)的綜合應(yīng)用與創(chuàng)新能力得到提高。

二、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的主要特點(diǎn)是“以任務(wù)為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”。任務(wù)設(shè)計(jì)原則是：與知識(shí)點(diǎn)密切聯(lián)系，涵蓋教學(xué)內(nèi)容絕大多數(shù)知識(shí)點(diǎn)；與學(xué)生生活或興趣相關(guān)，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)；要有層次性，難易適中；要有明確可操作性[3]。

三、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的應(yīng)用

結(jié)合實(shí)踐課程內(nèi)容的綜合性、學(xué)生的專業(yè)背景不同的特點(diǎn)，通過多年實(shí)踐教學(xué)的摸索發(fā)現(xiàn)，基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教法運(yùn)用在實(shí)踐教學(xué)中能將眾多的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)的結(jié)合在一起，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，保證實(shí)踐教學(xué)順利進(jìn)行。

1.根據(jù)課程特點(diǎn)明確教學(xué)目標(biāo)。在任務(wù)的完成過程中培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力、動(dòng)手能力和工程技術(shù)的綜合應(yīng)用能力。

2.任務(wù)的分解設(shè)計(jì)。課程分為理論與實(shí)踐兩部分，理論部分主要結(jié)合實(shí)踐系統(tǒng)，采用案例法講授各種技術(shù)的理論基礎(chǔ)及具體應(yīng)用，包括自動(dòng)化系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、各部分功能、工作原理及涉及應(yīng)用技術(shù)；自動(dòng)化系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)、控制流程及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在系統(tǒng)中的應(yīng)用，內(nèi)容涵蓋了工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)控制所必備的基礎(chǔ)知識(shí)，這部分內(nèi)容為后續(xù)的實(shí)踐奠定了理論基礎(chǔ)，并在實(shí)踐中不斷強(qiáng)化、提高。實(shí)踐部分采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，根據(jù)實(shí)踐課程涉及的知識(shí)點(diǎn)、所要達(dá)到教學(xué)目標(biāo)以及實(shí)踐課程依托的自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)，具體的實(shí)踐任務(wù)可分解如下：①工藝流程過程控制。使學(xué)生對(duì)生產(chǎn)過程中后臺(tái)主控的調(diào)度及管理工作的過程及重要性有一定的認(rèn)識(shí)，在任務(wù)中學(xué)生要思考的內(nèi)容是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)收發(fā)貨是如何控制的？數(shù)據(jù)庫(kù)是怎樣進(jìn)行信息的儲(chǔ)存及傳遞的？系統(tǒng)自動(dòng)收發(fā)貨的優(yōu)缺點(diǎn)？②嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器在立體倉(cāng)庫(kù)中應(yīng)用。要求學(xué)生能夠根據(jù)需要改變堆垛機(jī)的控制方式，通過堆垛機(jī)控制軟件改變堆垛機(jī)運(yùn)行參數(shù)。通過任務(wù)的完成熟悉立體倉(cāng)庫(kù)倉(cāng)位尋址方法，了解堆垛機(jī)離線控制、在線控制（Profibus通訊），任務(wù)中學(xué)生要思考的內(nèi)容是立體倉(cāng)庫(kù)還有哪些尋址方式，各自特點(diǎn)是什么？實(shí)踐系統(tǒng)立體倉(cāng)庫(kù)的尋址方式相對(duì)其它種類的尋址方法有什么優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)？③基于Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線的網(wǎng)絡(luò)控制。要求學(xué)生能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備正確設(shè)置連接到現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中，分析主從站之間通訊方式及數(shù)據(jù)傳送規(guī)約。通過任務(wù)完成學(xué)生清楚profibus現(xiàn)場(chǎng)總線工作的原理，分散式控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，進(jìn)而了解當(dāng)代工業(yè)網(wǎng)絡(luò)化控制的相關(guān)知識(shí)。④系統(tǒng)電氣控制分析。要求學(xué)生能夠根據(jù)電氣圖分析系統(tǒng)幾種電機(jī)的控制流程及各自特點(diǎn)，能夠進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的電路故障排除。通過任務(wù)使學(xué)生了解繼電器、PLC、運(yùn)動(dòng)控制器控制電機(jī)的區(qū)別、各自特點(diǎn)，學(xué)會(huì)變頻器的使用。⑤s7-200 PLC系統(tǒng)控制及在線監(jiān)控。要求學(xué)生確定硬件系組連接完好的基礎(chǔ)上，完成PLC系統(tǒng)氣動(dòng)及電動(dòng)控制并分析各自特點(diǎn)。通過任務(wù)的完成學(xué)生掌握了PLC的工作原理，了解PLC怎樣與繼電器、變頻器、電磁閥等元器件配合使用，能夠通過通訊電纜將PLC連接到裝有step7-micro/win32軟件的PC機(jī)上，正確設(shè)置后在線監(jiān)控流水線控制程序的運(yùn)行。⑥S7-200 PLC編程與應(yīng)用。結(jié)合流水線控制程序深入學(xué)習(xí)S7-200PLC編程方法，編寫PLC控制程序，通過實(shí)驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證程序的控制效果。⑦GT-400系列運(yùn)動(dòng)控制器應(yīng)用。要求學(xué)生能夠采用運(yùn)動(dòng)控制器控制伺服電機(jī)運(yùn)行軌跡。通過任務(wù)使學(xué)生了解運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的主要組成及電氣連接，在熟悉伺服電機(jī)、編碼器、運(yùn)動(dòng)控制器的工作原理及控制方法的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的開環(huán)控制和閉環(huán)控制，并注意它們的控制效果的差異。其中前五項(xiàng)任務(wù)為基本任務(wù)，是每個(gè)學(xué)生必須完成的，后兩項(xiàng)任務(wù)為選擇研究型任務(wù)，學(xué)生可就自己的興趣進(jìn)行選擇。

3.任務(wù)教學(xué)法實(shí)施過程中注意問題。①充分研究實(shí)踐課程內(nèi)容，明確教學(xué)目標(biāo)。實(shí)踐課程內(nèi)容涉及多學(xué)科、多專業(yè)、多項(xiàng)工程技術(shù)，教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生工程技術(shù)的綜合應(yīng)用能力，認(rèn)真研究實(shí)踐課的內(nèi)容，將課程涉及的知識(shí)點(diǎn)通過不同的任務(wù)有機(jī)結(jié)合起來，既要涵蓋所有知識(shí)點(diǎn)，又要突出重點(diǎn)，每個(gè)任務(wù)的設(shè)計(jì)要有明確的目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生從多角度思考問題，采用多種方法解決問題，從而培養(yǎng)學(xué)生工程技術(shù)的綜合應(yīng)用能力。②充分考慮學(xué)生的特點(diǎn)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。課程面向全校多專業(yè)本科生，因此，每學(xué)期選課的學(xué)生來自不同專業(yè)和學(xué)科，專業(yè)基礎(chǔ)不一樣，要合理安排任務(wù)的難易程度，充分考慮學(xué)生的現(xiàn)有的知識(shí)水平、能力和興趣等，任務(wù)設(shè)計(jì)要有層次，基本任務(wù)要為大部分學(xué)生所接受，但又不能過于簡(jiǎn)單而流于形式，任務(wù)的設(shè)計(jì)要貼近工程實(shí)際應(yīng)用，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中得到工程技術(shù)應(yīng)用的真實(shí)體驗(yàn)，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。③積極發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。在任務(wù)的執(zhí)行中，教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效指導(dǎo)，在小組任務(wù)分配的時(shí)候，要考慮學(xué)生個(gè)性、專業(yè)差異，做到個(gè)性互補(bǔ)，專業(yè)互助，從而更好完成任務(wù)。在任務(wù)的執(zhí)行中，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生遇到的問題，并給予有效指導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生多方位、多角度思考問題，引導(dǎo)學(xué)生從工程應(yīng)用的角度思考、處理問題。④制定合理的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。任務(wù)完成效果的評(píng)價(jià)主要包括任務(wù)分析、任務(wù)執(zhí)行、任務(wù)總結(jié)三個(gè)部分。任務(wù)分析反映了學(xué)生對(duì)任務(wù)所涉及的技術(shù)理論的掌握程度；任務(wù)執(zhí)行反映了學(xué)生技術(shù)理論的應(yīng)用能力、與人溝通協(xié)作的能力，也就是實(shí)踐能力；任務(wù)總結(jié)反映了學(xué)生自我評(píng)價(jià)及相互評(píng)價(jià)的能力，通過這三個(gè)環(huán)節(jié)使學(xué)生完成了從理論認(rèn)識(shí)、動(dòng)手實(shí)踐到理論提升的整個(gè)過程，合理的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不僅能如實(shí)地反應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)對(duì)教學(xué)中產(chǎn)生的問題進(jìn)行調(diào)整，還可有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，從而保證教學(xué)的順利進(jìn)行，提高教學(xué)質(zhì)量。

采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法能充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，使學(xué)生真正成為課堂的主體，教師成為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者。學(xué)生由被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)變成主動(dòng)探究者，讓學(xué)生從教師精選出的有限任務(wù)中，主動(dòng)地獲得本質(zhì)的、規(guī)律的、綜合的內(nèi)容[3]，但在采用這一方法時(shí)要深入研究、分析教學(xué)內(nèi)容，確保任務(wù)設(shè)計(jì)的合理性，在任務(wù)的實(shí)施過程中教師要有效引導(dǎo)，制定合理的考核辦法，這樣才能保證學(xué)生在完成任務(wù)的過程中各方面的能力得到提升。

參考文獻(xiàn)：

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篇7

1資料與方法

1.1一般資料

在新生兒感染無創(chuàng)呼吸機(jī)通氣護(hù)理管理中應(yīng)用追蹤方法學(xué)，實(shí)施前后護(hù)理人員無變動(dòng)，護(hù)理單元共有護(hù)理人員11名，其中主管護(hù)師4名，護(hù)師3名，護(hù)士4名；護(hù)理人員年齡19～45歲，平均年齡（31.2±4.6）歲；其中本科學(xué)歷7名，專科學(xué)歷4名，選擇實(shí)施前（2018年1—6月）患兒為實(shí)施前組，選擇實(shí)施后（2017年7—12月）患兒為實(shí)施后組，患兒入選標(biāo)準(zhǔn)：①足月新生兒；②肺部感染診斷明確且行無創(chuàng)呼吸機(jī)通氣支持；③新生兒體重>2500g。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并其他器官系統(tǒng)感染；②合并先天性肺部或心血管系統(tǒng)疾病。實(shí)施前組患兒54例，其中男性28例，女性26例，年齡2～26d，平均（11.4±3.6）d，實(shí)施后組患兒49例，患兒年齡4～25d，平均年齡（11.6±3.4）d，兩組患兒性別、年齡差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），具有可比性。

1.2方法

（1）成立追蹤檢查小組：科室成立追蹤檢查小組，由護(hù)士長(zhǎng)擔(dān)任組長(zhǎng)，兩名主管護(hù)師擔(dān)任組員，要求組員均接受過追蹤方法學(xué)相關(guān)培訓(xùn)，了解相關(guān)流程，熟悉相關(guān)調(diào)查方法。（2）個(gè)案追蹤：對(duì)護(hù)理個(gè)案進(jìn)行追蹤調(diào)查，自入院至出院，對(duì)整個(gè)護(hù)理過程進(jìn)行追蹤分析，對(duì)護(hù)理過程中存在的問題及護(hù)理文書缺陷情況進(jìn)行記錄分析。并對(duì)患兒家屬及責(zé)任護(hù)士進(jìn)行訪談，內(nèi)容包括護(hù)士對(duì)患兒家屬的宣教情況，健康指導(dǎo)相關(guān)內(nèi)容的知曉程度。對(duì)主管護(hù)士訪談相關(guān)的護(hù)理措施掌握程度、護(hù)理措施落實(shí)情況、手衛(wèi)生依從情況等。追蹤結(jié)果：①護(hù)理措施落實(shí)不到位。②手衛(wèi)生依從性偏低，手衛(wèi)生指征掌握不準(zhǔn)確。③護(hù)理文書記錄不及時(shí)，部分護(hù)理操作缺乏可溯源性。④患兒家屬宣教情況尚滿意，患者對(duì)疾病認(rèn)知、呼吸機(jī)支持的必要性以及患兒呼吸機(jī)支持階段的風(fēng)險(xiǎn)等有充分了解。（3）系統(tǒng)追蹤：對(duì)因肺部感染的病例進(jìn)行系統(tǒng)追蹤，主要包括以下幾個(gè)方面：①是否有新生兒呼吸機(jī)支持的標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理流程；②是否有相關(guān)的培訓(xùn)制度及落實(shí)措施；③是否有相關(guān)的考核措施。追蹤結(jié)果：①科室有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理流程。②有相關(guān)的培訓(xùn)制度，但落實(shí)情況不滿意，培訓(xùn)時(shí)間間隔和培訓(xùn)內(nèi)容缺乏計(jì)劃性，隨機(jī)性較大。③存在相關(guān)的考核措施，但是措施細(xì)節(jié)欠缺，不能全面評(píng)價(jià)護(hù)理過程。（4）持續(xù)改進(jìn)針對(duì)患兒個(gè)案追蹤及系統(tǒng)追蹤結(jié)果，改進(jìn)護(hù)理措施，修訂流程及制度。①嚴(yán)格落實(shí)護(hù)理措施，修改護(hù)理記錄表達(dá)，每次護(hù)理記錄有簽名，交接班對(duì)護(hù)理內(nèi)容有核查。②每月進(jìn)行定期手衛(wèi)生培訓(xùn)及考核，加強(qiáng)手衛(wèi)生管理，增強(qiáng)手衛(wèi)生意識(shí)。③定期進(jìn)行新生兒呼吸機(jī)支持的標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理流程及護(hù)理措施培訓(xùn)，提高護(hù)理的實(shí)際操作和理論水平。④修訂護(hù)理考核措施，增加條目，確保能夠覆蓋新生兒肺部感染呼吸機(jī)支持護(hù)理全過程等護(hù)理內(nèi)容。通過對(duì)追蹤結(jié)果中問題的改進(jìn)，不斷提高護(hù)理管理的措施及水平。（5）效果追蹤評(píng)價(jià)：連續(xù)進(jìn)行6個(gè)月的追蹤方法學(xué)改進(jìn)，對(duì)實(shí)施后6個(gè)月及實(shí)施前6個(gè)月的護(hù)理質(zhì)量及護(hù)理滿意度進(jìn)行評(píng)價(jià)，追蹤護(hù)理質(zhì)量的改進(jìn)效果。

1.3評(píng)價(jià)指標(biāo)

采用護(hù)理滿意度評(píng)分表對(duì)護(hù)士基礎(chǔ)護(hù)理、整體護(hù)理進(jìn)行評(píng)分。并比較患兒住院時(shí)間及呼吸機(jī)支持時(shí)間。

1.4統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，計(jì)量資料以（x±s）表示，采用t檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1追蹤方法學(xué)實(shí)施前后護(hù)理質(zhì)量變化

追蹤方法學(xué)實(shí)施后基礎(chǔ)護(hù)理評(píng)分，整體護(hù)理評(píng)分及護(hù)理文書評(píng)分均高于實(shí)施前，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。見表1。

2.2追蹤方法學(xué)實(shí)施前后治療情況

追蹤方法學(xué)實(shí)施后患兒呼吸機(jī)支持時(shí)間及住院時(shí)間均少于實(shí)施前，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。見表2。

3討論

肺部感染是引起新生兒死亡的主要原因之一，新生兒的呼吸系統(tǒng)發(fā)育不完善，而且呼吸肌力量薄弱，發(fā)生肺部感染后，不僅肺泡容易塌陷，而且分泌物不容易排出，易堵塞呼吸道，發(fā)生呼吸窘迫及呼吸衰竭的風(fēng)險(xiǎn)極高。在新生兒肺部感染的治療中，呼吸支持是重要技術(shù)手段，呼吸機(jī)支持不僅能夠改善肺部的通氣和換氣功能，而且能夠維持肺泡的張力，減少肺泡塌陷的風(fēng)險(xiǎn)。新生兒呼吸機(jī)支持過程中，雖然能夠改善患兒的乏氧狀態(tài)，但是仍面臨呼吸支持帶來的風(fēng)險(xiǎn)，諸如呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷、呼吸機(jī)相關(guān)感染等，不僅影響患兒的康復(fù)，而且也可能造成附加的損傷，甚至影響患兒的順利康復(fù)，也可能成為患兒不良預(yù)后的原因。在呼吸支持過程中，對(duì)呼吸道進(jìn)行合理的管理，能夠減少呼吸支持對(duì)呼吸及循環(huán)系統(tǒng)的不利影響，對(duì)于提高患兒呼吸支持的質(zhì)量具有重要的意義。在呼吸支持過程中，采取合理的護(hù)理措施能夠改善患兒的預(yù)后。因此在患兒的治療過程中，提高護(hù)理質(zhì)量對(duì)于改善呼吸支持的效果，促進(jìn)患兒的康復(fù)具有積極的作用[3-4]。

篇8

Comparative evaluation of the diagnostic method in 162 cases of tuberculous lymphadenitis

WANG Lixia1 ZHU Fang1 SHEN Wei2 ZHU Yijun3

1.Department of Pathology， Jinhua Central Hospital in Zhejiang Province， Jinhua 321000， China；2.Department of Hepatobiliary Surgery， Jinhua Central Hospital in Zhejiang Province， Jinhua 321000， China；3.Department of Laboratory， Jinhua Central Hospital in Zhejiang Province， Jinhua 321000， China

[Abstract] Objective To evaluate the diagnostic method in 162 cases of tuberculous lymphadenitis. Methods A—total of 162 cases of tuberculous lymphadenitis were performed by fine needle aspiration cytology（FNAC），as well as acid—fast bacillus stain（AFB）， culture and PCR； Results Among the 162 cases， 117 cases were TB—DNA positive（117/162，72.2%）， while the positivity of AFB was 43.8% （71/162），and culture was 61.1%（99/162）； In 61 definitely diagnosed tuberculous lymphadenitis by FNAC cases， the positive rate of PCR and of culture were significantly higher than which of AFB （P < 0.01）， and in 101 cases which diagnosed suspiciously， the positive rate of PCR was higher than which of AFB and culture （P < 0.01）.The positive cases of AFB and culture were all TB—DNA positive； FNAC combined with PCR can diagnose 80.9% tuberculous lymphadenitis clearly. Conclusion FNAC combined with PCR to test TB—DNA is the most simple and effective diagnostic method of tuberculous lymphadenitis.

[Key words] Fine needle aspiration；Cytology；Polymerase chain reaction；Tuberculosis；Lymph node

結(jié)核病可通過空氣經(jīng)呼吸道傳播，目前全球結(jié)核病疫情仍相當(dāng)嚴(yán)峻[1]。我國(guó)為世界第二大“結(jié)核國(guó)”，僅次于印度。近年來肺外結(jié)核病的發(fā)病率呈明顯上升且持續(xù)上升趨勢(shì)，主要又以淺表淋巴結(jié)結(jié)核為首，因此探索一種簡(jiǎn)便有效的淋巴結(jié)結(jié)核的確診方法是迫切而首要的任務(wù)。現(xiàn)將我院于2008年1月～2010年6月診斷為淋巴結(jié)結(jié)核的162例病例情況總結(jié)分析，探討各診斷方法的優(yōu)越性及局限性。

篇9

近代生物學(xué)研究主要是以分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)研究為主。研究方法皆采用典型的還原論方法。目前為止，還原論的研究已經(jīng)取得了大量的成就，在細(xì)胞甚至在分子層次對(duì)生物體都有了很具體的了解，但對(duì)生物體整體的行為卻很難給出系統(tǒng)、圓滿的解釋。生物科學(xué)還停留在實(shí)驗(yàn)科學(xué)的階段，沒有形成一套完整的理論來描述生物體如何在整體上實(shí)現(xiàn)其功能行為，這實(shí)際上是還停留在牛頓力學(xué)思想體系的簡(jiǎn)單系統(tǒng)的研究階段。但是生物體系統(tǒng)具有紛繁的復(fù)雜性[1，2]。盡管對(duì)一個(gè)復(fù)雜的生物系統(tǒng)來說，研究基因和蛋白質(zhì)是非常重要的，而且它將是我們系統(tǒng)生物學(xué)的基礎(chǔ)，但是僅僅這些尚不能充分揭示一個(gè)生物系統(tǒng)的全部信息。這種研究結(jié)果只限于解釋生物系統(tǒng)的微觀或局部現(xiàn)象，并不能解釋系統(tǒng)整體整合功能的來源，不能充分揭示一個(gè)生物系統(tǒng)的信息，且忽略了系統(tǒng)中各個(gè)層面的交互、支持、整合等作用,限制了生物學(xué)研究的發(fā)展。在這種現(xiàn)狀下，20世紀(jì)末人類基因組計(jì)劃完成后，生物學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家都在考慮一個(gè)問題：未來生物學(xué)研究的方向在哪里？為此學(xué)術(shù)界也不乏辯論。得出的共識(shí)是：生物學(xué)的發(fā)展未來主要面對(duì)如下問題：(1)如何弄清楚單一生物反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，包括反應(yīng)分子之間的關(guān)系、反應(yīng)方式等；(2)如何研究生物反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系，包括量化生物學(xué)反應(yīng)及生物反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)；(3)如何利用計(jì)算機(jī)信息及生物工程技術(shù)進(jìn)行生物反應(yīng)，生物反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，乃至器官及生物體的重建。

早在1969年，Bertalanfy LV就提出了一般系統(tǒng)理論(general systems theory)，他在文章中指出生物體是一個(gè)開放系統(tǒng)，對(duì)其組成及生物學(xué)功能的深入研究最終需要借助于計(jì)算機(jī)和工程學(xué)等其他分支學(xué)科才能完成[3]。1999年，由Leroy Hood創(chuàng)立的系統(tǒng)生物學(xué)(systems biology)則是在以還原論為主流的現(xiàn)代生物學(xué)中反其道而行之，把這種以整體為研究對(duì)象的概念重新提出。他給系統(tǒng)生物學(xué)賦予了這樣的定義，系統(tǒng)生物學(xué)(systems biology)是研究一個(gè)生物系統(tǒng)中所有組成成分(基因、mRNA、蛋白質(zhì)等)的構(gòu)成，以及在特定條件下這些組分間的相互關(guān)系的學(xué)科。換言之，以往的實(shí)驗(yàn)生物學(xué)僅關(guān)心基因和蛋白質(zhì)的個(gè)案，而系統(tǒng)生物學(xué)則要研究所有的基因、所有的蛋白質(zhì)、組分間的所有相互關(guān)系。顯然，系統(tǒng)生物學(xué)是以整體性研究為特征的一種大科學(xué)，是生物學(xué)領(lǐng)域革命性的方法論。以胡德的觀點(diǎn)，基因、蛋白質(zhì)以及環(huán)境之間不同層次的交互作用共同架構(gòu)了整個(gè)系統(tǒng)的完整功能。因此，用系統(tǒng)的方法來理解一個(gè)生物系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)成為并正在成為生物學(xué)研究方法的主流。利用系統(tǒng)的方法對(duì)其進(jìn)行解析，綜合分析觀察實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行系統(tǒng)分析。具體通過建立一定的數(shù)學(xué)模型，并利用其對(duì)真實(shí)生物系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)來驗(yàn)證模型的有效性，從而揭示出生物體系所蘊(yùn)涵的奧秘，這正是生物學(xué)研究方法的關(guān)鍵所在。

1 系統(tǒng)生物學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容

系統(tǒng)生物學(xué)主要研究實(shí)體系統(tǒng)(如生物個(gè)體、器官、組織和細(xì)胞)的建模與仿真、生化代謝途徑的動(dòng)態(tài)分析、各種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的相互作用、基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)以及疾病機(jī)制等[4，5]。

系統(tǒng)生物學(xué)的首要任務(wù)是對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，即致力于對(duì)系統(tǒng)的分析與模式識(shí)別，包括對(duì)系統(tǒng)的元素與系統(tǒng)所處環(huán)境的定義，以及對(duì)系統(tǒng)元素之間的相互作用關(guān)系和環(huán)境與系統(tǒng)之間的相互作用的深入分析。具體如生物反應(yīng)中反應(yīng)成分之間的量的關(guān)系，空間位置，時(shí)間次序，反應(yīng)成分之間的因果關(guān)系，特別是反饋調(diào)節(jié)和變量控制等有關(guān)整個(gè)反應(yīng)體系的問題等。其次要對(duì)系統(tǒng)的演化進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，包括對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特征、分岔行為、相圖等的分析。掌握了系統(tǒng)的基本演化機(jī)制，使系統(tǒng)具有目標(biāo)性和可操作性，使之按照我們所期望的方向演化，也有助于我們重新構(gòu)建或修復(fù)系統(tǒng)，為組織工程學(xué)的組織設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。另外，系統(tǒng)科學(xué)對(duì)生物系統(tǒng)狀態(tài)的描述是分層次的，對(duì)不同層次進(jìn)行的描述可能是完全不同的；系統(tǒng)科學(xué)對(duì)系統(tǒng)演化機(jī)制的分析更強(qiáng)調(diào)整體與局部的關(guān)系，要分析子系統(tǒng)之間的作用如何形成系統(tǒng)整體的表現(xiàn)、功能，而且對(duì)系統(tǒng)整體的每一行為都要找出其與微觀層次的聯(lián)系。

系統(tǒng)生物學(xué)的研究包括兩方面的內(nèi)容。首先是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的取得，這主要包括提供生物數(shù)據(jù)的各種組學(xué)技術(shù)平臺(tái)，其次是利用計(jì)算生物學(xué)建立生物模型。因此科學(xué)家把系統(tǒng)生物學(xué)分為“濕”的實(shí)驗(yàn)部分（實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的研究)和“干”的實(shí)驗(yàn)部分（計(jì)算機(jī)模擬和理論分析)。“濕”、“干”實(shí)驗(yàn)的完美整合才是真正的系統(tǒng)生物學(xué)。

系統(tǒng)生物學(xué)的技術(shù)平臺(tái)主要為各種組學(xué)研究。這些高通量的組學(xué)實(shí)驗(yàn)構(gòu)成了系統(tǒng)生物學(xué)的技術(shù)平臺(tái)。提供建立模型所需的數(shù)據(jù)，并辨識(shí)出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。其中包括基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、相互作用組學(xué)和表型組學(xué)計(jì)算生物學(xué)通過建模和理論探索。可以為生物系統(tǒng)的闡明和定量預(yù)測(cè)提供強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。計(jì)算生物學(xué)包括數(shù)據(jù)開采和模擬分析。數(shù)據(jù)開采是從各實(shí)驗(yàn)平臺(tái)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)和信息中抽取隱含其內(nèi)的規(guī)律并形成假說。模擬分析是用計(jì)算機(jī)驗(yàn)證所形成的假說，并對(duì)擬進(jìn)行的體內(nèi)、體外生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，最終形成可用于各種生物學(xué)研究和預(yù)測(cè)的虛擬系統(tǒng)。計(jì)算生物學(xué)涉及一些新的數(shù)學(xué)原理和運(yùn)算規(guī)則，需要物理和數(shù)學(xué)來研究生物學(xué)的最基本的原理，也需要計(jì)算科學(xué)、信息學(xué)、工程學(xué)等進(jìn)行生物工程重建和生物信息傳遞的研究。

2 系統(tǒng)生物學(xué)的研究思路及特點(diǎn)

系統(tǒng)生物學(xué)識(shí)別目標(biāo)生物系統(tǒng)中的各種因素，然后構(gòu)架一個(gè)系統(tǒng)模型，在其中賦予這個(gè)生物系統(tǒng)能動(dòng)性。在此模型中研究細(xì)胞、組織、器官和生物體整體水平，研究結(jié)構(gòu)和功能各異的各種分子及其相互作用，并通過計(jì)算生物學(xué)來定量描述和預(yù)測(cè)生物功能、表型和行為。系統(tǒng)生物學(xué)最大的特點(diǎn)即整合。這里的整合主要包括三重含義。首先，把系統(tǒng)內(nèi)不同性質(zhì)的構(gòu)成要素(DNA、mRNA、蛋白質(zhì)、生物小分子等)整合在一起進(jìn)行研究；其次，對(duì)于多細(xì)胞生物，系統(tǒng)生物學(xué)要實(shí)現(xiàn)從基因到細(xì)胞、到器官、到組織甚至是個(gè)體的各個(gè)層次的整合。第三，研究思路和方法的整合。經(jīng)典的分子生物學(xué)研究是一種垂直型的研究，即采用多種手段研究個(gè)別的基因和蛋白質(zhì)。而基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和其他各種“組學(xué)”則是水平型研究，即以單一的手段同時(shí)研究成千上萬個(gè)基因或蛋白質(zhì)。而系統(tǒng)生物學(xué)的特點(diǎn)，則是要把水平型研究和垂直型研究整合起來，成為一種“三維”的研究[6]。

3 系統(tǒng)生物學(xué)的研究方法

系統(tǒng)生物學(xué)最重要的研究手段是干涉(perturbation)。系統(tǒng)生物學(xué)的發(fā)展正是由于對(duì)生物系統(tǒng)的干擾手段不斷進(jìn)步促成的。干涉主要分為從上到下(top-down)或從下到上(bottom-up)兩種。從上到下，即由外至里，主要指在系統(tǒng)內(nèi)添加新的元素，觀察系統(tǒng)變化。例如，在系統(tǒng)中增加一個(gè)新的分子以阻斷某一反應(yīng)通路。而從下到上，即由內(nèi)到外，主要是改變系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的某些特征，從而改變整個(gè)系統(tǒng)，如利用基因敲除，改變?cè)谛盘?hào)傳導(dǎo)通路中起重要作用的蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和翻譯水平[7]。

目前國(guó)際上系統(tǒng)生物學(xué)的研究方法根據(jù)所使用研究工具的不同可分為兩類：一類是實(shí)驗(yàn)性方法，一類是數(shù)學(xué)建模方法。實(shí)驗(yàn)性方法主要是通過進(jìn)行控制性的反復(fù)實(shí)驗(yàn)來理解系統(tǒng)[8，9]。首先明確要研究的系統(tǒng)以及所關(guān)注的系統(tǒng)現(xiàn)象或功能，鑒別系統(tǒng)中的所有主要元素，如DNA、mRNA、蛋白質(zhì)等，并收集所有可用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立一個(gè)描述性的初級(jí)模型(比如圖形的)，用以解釋系統(tǒng)是如何通過這些元素及其之間的相互作用實(shí)現(xiàn)自身功能的。其次在控制其他條件不變的情況下，干擾系統(tǒng)中的某個(gè)元素，由此得到這種干擾情況下系統(tǒng)各種層次水平的一些數(shù)據(jù)，同時(shí)收集系統(tǒng)狀態(tài)隨時(shí)變化的數(shù)據(jù)，整合這些數(shù)據(jù)并與初級(jí)模型進(jìn)行比較，對(duì)模型與實(shí)際之間的不符之處通過提出各種假設(shè)來進(jìn)行解釋，同時(shí)修正模型。再設(shè)計(jì)不同的干擾，重復(fù)上面的步驟，直到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模型相一致為止。

數(shù)學(xué)建模[10，11]方法在根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)在機(jī)制對(duì)系統(tǒng)建立動(dòng)力學(xué)模型，來定量描述系統(tǒng)各元素之間的相互作用，進(jìn)而預(yù)測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演化結(jié)果。首先選定要研究的系統(tǒng)，確定描述系統(tǒng)狀態(tài)的主要變量，以及系統(tǒng)內(nèi)部和外部環(huán)境中所有影響這些變量的重要因素。然后深入分析這些因素與狀態(tài)變量之間的因果關(guān)系，以及變量之間的相互作用方式，建立狀態(tài)變量的動(dòng)態(tài)演化模型。再利用數(shù)學(xué)工具對(duì)模型進(jìn)行求解或者定性定量分析，充分挖掘數(shù)學(xué)模型所反映系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演化性質(zhì)，給出可能的演化結(jié)果，從而對(duì)系統(tǒng)行為進(jìn)行預(yù)測(cè)。

4 當(dāng)代系統(tǒng)生物學(xué)研究熱點(diǎn)

基因表達(dá)、基因轉(zhuǎn)換開關(guān)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，以及系統(tǒng)出現(xiàn)疾病的機(jī)制分析等四個(gè)方面是目前系統(tǒng)生物學(xué)研究的主要陣地。

基因組醫(yī)學(xué)(genomic medicine)是以人類基因組為基礎(chǔ)的生命科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的革命。生命科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)結(jié)合，將人類基因組研究成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用到臨床實(shí)踐中，是后基因組時(shí)代最重要的研究方向之一。人類基因組計(jì)劃從完成和多種疾病相關(guān)的基因研究發(fā)現(xiàn)，迅速進(jìn)入到蛋白質(zhì)組學(xué)、染色體組和人類疾病基因的研究，通過單基因或復(fù)雜多基因疾病的相關(guān)基因研究和疾病易感因素分析，達(dá)到揭示基因與疾病的關(guān)系之目的；遺傳背景與環(huán)境因素綜合作用對(duì)疾病發(fā)生發(fā)展的影響；為疾病的診斷、預(yù)防和治療、預(yù)后和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)提供依據(jù)。基因組醫(yī)學(xué)將大大提高我們對(duì)健康和疾病狀態(tài)的分子基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)研制有效干預(yù)方法的能力。

后基因組(post-genome)的交叉學(xué)科研究是目前生命科學(xué)研究的前沿。交叉學(xué)科是一個(gè)新的研究領(lǐng)域，范圍非常廣闊，如基因組、蛋白質(zhì)組、轉(zhuǎn)錄組等等，從而出現(xiàn)許多新的交叉學(xué)科。

細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(signal transduction)的研究是當(dāng)前細(xì)胞生命活動(dòng)研究的重要課題。細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白質(zhì)組學(xué)是功能蛋白質(zhì)組學(xué)的重要組成部分。系統(tǒng)地研究多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)間相互關(guān)系及其作用規(guī)律，細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路網(wǎng)絡(luò)化，其作用模式、通路、功能機(jī)制、調(diào)控多樣化，細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)結(jié)構(gòu)、功能、途徑的異常在癌癥、心血管疾病、糖尿病和大多數(shù)疾病中起重要作用。對(duì)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的了解，已成為創(chuàng)新藥物、防病治病的關(guān)鍵。細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)不是一門單一學(xué)科，而是多種學(xué)科，如細(xì)胞學(xué)、生物化學(xué)、生物物理學(xué)和藥理學(xué)等多學(xué)科的交叉學(xué)科。

5 現(xiàn)階段系統(tǒng)生物學(xué)存在的問題

目前的系統(tǒng)生物學(xué)研究還只是初步使用動(dòng)力學(xué)建模方法來定量描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演化行為，這種方法對(duì)簡(jiǎn)單巨系統(tǒng)是適用的，但是在運(yùn)用到復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)時(shí)就會(huì)表現(xiàn)出很多的局限性，有很多問題就不能解決。生物體系統(tǒng)的復(fù)雜程度超乎我們的想象，現(xiàn)階段不宜研究整個(gè)生物體系統(tǒng)，可以從研究“小系統(tǒng)”(生物體中具有一定功能、相對(duì)獨(dú)立的部分，將其看成一個(gè)“系統(tǒng)”)開始，當(dāng)然如何正確地分析這個(gè)小系統(tǒng)本身也不是件易事。

5.1現(xiàn)有技術(shù)水平的限制

著眼于整體的系統(tǒng)生物學(xué)對(duì)技術(shù)、儀器的依賴性大大超過傳統(tǒng)的分子生物學(xué)。高通量、大規(guī)模的基因組及蛋白質(zhì)組等的發(fā)展都是建立于新技術(shù)、新儀器出現(xiàn)基礎(chǔ)之上。就目前的技術(shù)水平來講，距系統(tǒng)生物學(xué)所要求達(dá)到的理想水平還相差很遠(yuǎn)。由于技術(shù)發(fā)展的不均衡造成了系統(tǒng)中各個(gè)水平上的研究不均衡。基因組和基因表達(dá)方面的研究已經(jīng)比較成熟，而在其他水平如蛋白質(zhì)、小分子代謝物等的研究仍處于起步階段。各種蛋白質(zhì)在數(shù)量上的巨大差異是全面分析低豐度蛋白質(zhì)的一大障礙。而低豐度蛋白往往是最重要的生物調(diào)節(jié)分子，如何加強(qiáng)對(duì)低豐度蛋白的高通量研究，將是對(duì)蛋白質(zhì)組應(yīng)用前景的重要保障。同樣，如何研究系統(tǒng)內(nèi)存在的非遺傳性分子即細(xì)胞中存在的成百上千的獨(dú)立的代謝底物及其他各種類型的大小分子，它們?cè)诨虮磉_(dá)、酶的構(gòu)象形成等方面有著重要作用。建立適當(dāng)?shù)姆椒▉硐到y(tǒng)檢測(cè)這些分子的變化是系統(tǒng)生物學(xué)能否發(fā)展的關(guān)鍵。

5.2分析水平的限制

系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了全面分析的復(fù)雜性。人類基因組計(jì)劃的實(shí)施提供了龐大的信息資源，已讓人眼花繚亂，而對(duì)于較核苷酸復(fù)雜得多的蛋白質(zhì)及代謝物等的分析將是更大的挑戰(zhàn)。如何系統(tǒng)而詳盡地為公共數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息加上注解，對(duì)這些復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存和分析將成為系統(tǒng)生物學(xué)發(fā)展的瓶頸。

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篇10

中醫(yī)學(xué)是生命科學(xué)的一個(gè)組成部分，以整體觀、辨證論治、方劑干預(yù)為鮮明特色，是一門應(yīng)用信息進(jìn)行調(diào)控(通過測(cè)定和改變系統(tǒng)的輸入和輸出來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的狀態(tài))，并將其作為主要醫(yī)療手段的醫(yī)學(xué)[1]。中醫(yī)對(duì)接診的患者首先采取以外揣內(nèi)的方法，通過四診獲取人體處于何種狀態(tài)的信息，再通過各種辨證方法對(duì)這些信息加以分析，最后按照中藥性味及方劑中最佳配伍的信息組合進(jìn)行組方，用以調(diào)動(dòng)機(jī)體這個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的自修復(fù)能力，把人體不平衡的病理狀態(tài)調(diào)整到平衡的最佳狀態(tài)，抵御外部入侵，從而使之向健康狀態(tài)轉(zhuǎn)化。這種“整體觀”、“動(dòng)態(tài)觀”、“辨證觀”是中醫(yī)理論的特色，與系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)有著共同的哲學(xué)基礎(chǔ)，研究思路也不謀而合。因此，中醫(yī)的發(fā)展可以借鑒系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)等現(xiàn)代生命科學(xué)成果，從更高層次的信息流上去開展研究。

中醫(yī)學(xué)的整體觀雖然具有系統(tǒng)科學(xué)的思想，也具有一定的優(yōu)越性，但在幾千年的自身發(fā)展過程中，仍駐足于哲學(xué)和經(jīng)驗(yàn)的層次上，以陰陽(yáng)、五行、氣血等概念闡述人體生理病理變化，并未“自上而下”地繼續(xù)下去，缺乏物質(zhì)作用基礎(chǔ)的局部分析研究，屬于“黑箱操作”，在它指導(dǎo)下的整體調(diào)節(jié)也只是“知其然，不知其所以然”的過程，沒有揭示事物的內(nèi)在本質(zhì)，無法解釋系統(tǒng)內(nèi)部組成成分和動(dòng)力學(xué)過程。而系統(tǒng)生物學(xué)“系統(tǒng)整合”的觀點(diǎn)與中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的“整體觀念”，在核心思想上具有高度相似性，但系統(tǒng)生物學(xué)研究仍以還原論為主，是從最簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，如單個(gè)細(xì)胞入手進(jìn)行研究，再將多個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)通過研究網(wǎng)絡(luò)，“自下而上”地構(gòu)建出完整而復(fù)雜的人體生命系統(tǒng)，把人體生物系統(tǒng)化為“白箱”，不僅要了解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，而且還要揭示出系統(tǒng)內(nèi)部各組成成分的相互作用和運(yùn)行規(guī)律。因此，系統(tǒng)生物學(xué)的思路恰好能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的缺陷，以促進(jìn)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的完善并向真正系統(tǒng)醫(yī)學(xué)方向發(fā)展。

2 系統(tǒng)生物學(xué)與中藥

2.1 中藥的系統(tǒng)性

中藥作為一個(gè)復(fù)合體系，多是配方使用，作用靶點(diǎn)多，涉及多個(gè)基因和細(xì)胞，從整體上調(diào)節(jié)人體的平衡和內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。其有效性的物質(zhì)基礎(chǔ)是其中所含的化學(xué)成分，也正是這些同類及不同類的化學(xué)成分(或組分間)相互作用、相互配合，才表現(xiàn)出了四氣、五味、歸經(jīng)、升降浮沉、毒性等藥性。中藥組方后，單味藥的活性成分重新組合，或生成新的有效物質(zhì)，或相互協(xié)同而增加療效，或相互拮抗而降低療效，或減小毒性，或增加毒副作用等，從而構(gòu)成了新的更高一層的系統(tǒng)，并在與人體作用時(shí)，其活性成分與靶系統(tǒng)之間發(fā)揮強(qiáng)大的系統(tǒng)與系統(tǒng)的作用。

正是中藥的這種系統(tǒng)性決定了僅以提取有效成分、以單體療效來評(píng)價(jià)中藥整體療效或復(fù)方研究的只拆不合的方法，必然無法得到其本質(zhì)屬性。所以，中藥既需要研究單味藥及復(fù)方中各化學(xué)成分的理化性質(zhì)及生物活性，又需要研究化學(xué)成分間的反應(yīng)規(guī)律及與人體作用的靶系統(tǒng)和其協(xié)同作用方式。西方醫(yī)學(xué)對(duì)中藥復(fù)方的研究方法往往是采用“解剖麻雀”的方法拆方試驗(yàn)，以期最終找出作用明確的活性成分，但不能反映方劑中藥物的君臣佐使配伍規(guī)律。因此，中藥要想繼續(xù)保持強(qiáng)大的生命力，既不能囿于“整體觀”而拒絕發(fā)展，也不能僅停留在提取、提純有效成分的水平上，而應(yīng)該以中醫(yī)藥理論為指導(dǎo)，借助現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)的研究方法，上升到對(duì)中藥系統(tǒng)性的研究，以建立一個(gè)全新的與現(xiàn)代學(xué)科同質(zhì)的理論體系。

轉(zhuǎn)貼于

2.2 中藥復(fù)方

中藥復(fù)方體現(xiàn)了中醫(yī)學(xué)的整體觀念和辨證論治思想，對(duì)藥物的合理選擇體現(xiàn)了君臣佐使等配伍理論，通過綜合調(diào)節(jié)機(jī)體的機(jī)能和平衡，祛邪扶正、標(biāo)本同治等發(fā)揮作用。但臨床使用的多數(shù)中藥及中藥復(fù)方不被西方醫(yī)學(xué)界認(rèn)可，而這些中藥復(fù)方又是中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中的精髓。中藥復(fù)方藥效成分群與人體之間存在非線性的復(fù)雜作用關(guān)系。中藥復(fù)方作用機(jī)理和配伍評(píng)價(jià)的研究必須牢牢把握中藥復(fù)方作用的整體性特征，這種整體性本質(zhì)上體現(xiàn)為中藥與人體兩個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的相互作用，并形成一個(gè)更高級(jí)的系統(tǒng)整體。只有在中醫(yī)藥理論指導(dǎo)下，結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，深刻地揭示這兩個(gè)系統(tǒng)間的相互作用關(guān)系，才能全面深入地闡明中藥復(fù)方配伍理論、作用機(jī)理及其藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。

中藥復(fù)方的作用是由多種活性成分分別作用于不同器官和不同靶點(diǎn)，相互協(xié)同，對(duì)機(jī)體從生理病理上進(jìn)行調(diào)理，經(jīng)整合調(diào)節(jié)而發(fā)揮復(fù)方的綜合療效，因此，復(fù)方中藥應(yīng)作為一個(gè)整體進(jìn)行研究。為了建立能評(píng)價(jià)復(fù)方中藥質(zhì)量的新方法，我們有必要引入化學(xué)物質(zhì)組學(xué)理論，因其可以從分子水平的物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)理層次揭示中藥復(fù)方配伍規(guī)律，來開展方證相應(yīng)的中藥復(fù)方配伍研究。通過化學(xué)物質(zhì)組學(xué)表征藥物干預(yù)系統(tǒng)的組成及相互關(guān)系，通過系統(tǒng)生物學(xué)刻畫生物系統(tǒng)的應(yīng)答過程，進(jìn)一步整合分析兩個(gè)系統(tǒng)間的交互關(guān)系，即系統(tǒng)揭示化學(xué)物質(zhì)組的變化與生物系統(tǒng)應(yīng)答的時(shí)空響應(yīng)的相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)方-證信息的關(guān)聯(lián)。

3 結(jié)語(yǔ)

篇11

[基金項(xiàng)目] 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（81473362）;北京中醫(yī)藥大學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2011-CXTD-13）

[通信作者] *董玲，副研究員，碩士生導(dǎo)師，主要從事新劑型給藥系統(tǒng)研究，Tel：（010）64286245，E-mail：;*劉洋，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事藥物代謝研究，Tel：（010）84738629，E-mail：

[作者簡(jiǎn)介] 隗麗，碩士研究生，E-mail：

多成分多靶點(diǎn)的中藥特點(diǎn)已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界共識(shí)[1]，中藥復(fù)方的作用與復(fù)方中有效成分的含量和配比關(guān)系密切。而固體制劑中藥物發(fā)揮治療作用需要經(jīng)過藥物溶出和吸收2個(gè)關(guān)鍵步驟。因此，在研制中藥復(fù)方釋藥系統(tǒng)中，使兩者處于良好的匹配狀態(tài)，才能確保中藥各組分不僅能吸收完全，而且可以確保中藥復(fù)方各組分按照比例吸收[2]。中藥生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)設(shè)立的主要目的是在藥物發(fā)現(xiàn)階段（discovery）對(duì)中藥多成分整體的生物藥劑學(xué)特征評(píng)價(jià)，并為下一步的藥物開發(fā)階段（development）提供劑型選擇支持和成藥性保障，主要利用溶解性和滲透性作為科學(xué)框架的分類依據(jù)。對(duì)已上市中成藥的評(píng)價(jià)，CMMBCS也能起到積極作用，此時(shí)更適合于采用溶出度評(píng)價(jià)方法，結(jié)合中藥多成分的特點(diǎn)，建立符合中藥特色的溶出評(píng)價(jià)體系。因此，本研究采用中醫(yī)經(jīng)典《傷寒論》[3]中葛根芩連湯的現(xiàn)代制劑葛根芩連片，探索其多成分環(huán)境下的主要成分溶出規(guī)律及特點(diǎn)，重點(diǎn)考察可能影響成分吸收時(shí)序的多成分溶出同步性問題。

1 材料

1.1 儀器

Waters液相色譜系統(tǒng)（600四元泵，美國(guó)Waters公司），2487雙波長(zhǎng)紫外檢測(cè)器，Empower2工作站;電子分析天平（BT-25S，北京賽多利斯儀器有限公司）;pH酸度計(jì)（FE20，梅特勒-托利多儀器上海有限公司）;智能溶出儀（ZRS-8G，天津天大天發(fā)有限責(zé)任公司）。

1.2 藥物

葛根素對(duì)照品（批號(hào)110752-200912），黃芩苷對(duì)照品（批號(hào)110715-201117），鹽酸小檗堿對(duì)照品（批號(hào)110713-200911）均購(gòu)買于中國(guó)食品藥品檢定研究院。葛根芩連片（陜西利君現(xiàn)代中藥有限公司，批號(hào)110201005，規(guī)格0.3 g）。

1.3 試劑

甲醇（色譜級(jí)）購(gòu)買于Fisher公司（美國(guó)）;娃哈哈純凈水購(gòu)買于娃哈哈集團(tuán)公司（中國(guó)杭州）。三乙胺、鹽酸、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、氫氧化鈉、一水枸櫞酸、磷酸氫二鈉等試劑（均購(gòu)自北京化工廠）都為分析純。

2 方法

2.1 溶液制備

2.1.1 對(duì)照溶液配置 取裝量差異項(xiàng)下的片劑，除去包衣，研細(xì)，精密稱取適量（約相當(dāng)于1片的平均質(zhì)量），加適量甲醇使溶解，加溶出介質(zhì)制成每1 mL中約含0.6 mg藥物的溶液，作為對(duì)照溶液。

2.1.2 溶出介質(zhì)配制 pH 1.0鹽酸溶液配制：量取鹽酸溶液9 mL，加水稀釋至1 000 mL，即得;pH 4.0緩沖液配制：取一水枸櫞酸12.90 g，取磷酸氫二鈉27.25 g，加水1 000 mL溶解，即得;pH 6.8緩沖液配制：取磷酸二氫鉀1.70 g和磷酸氫二鉀1.78 g，加水溶解稀釋至1 000 mL，即得;pH 7.4緩沖液配制：取磷酸二氫鉀6.81 g，加0.1 mol?L-1氫氧化鈉溶液395 mL稀釋至1 000 mL，即得。

2.2 溶出度試驗(yàn)條件

采用《中國(guó)藥典》2010年版溶出方法及模擬人體消化道體內(nèi)環(huán)境的5種溶劑分別測(cè)定。具體操作如下：取本品，照溶出度測(cè)定法（藥典2010年版二部附錄XC）[4]，方法為槳法，轉(zhuǎn)速為100 r?min-1;溶出介質(zhì)為模擬人體生理環(huán)境的5種pH溶液;取樣20 mL，并及時(shí)補(bǔ)液，取出的溶液置于蒸發(fā)皿中揮干，再用1 mL純凈水溶解，過0.45 μm微孔濾膜，即得供試樣品;取樣時(shí)間為5，10，15，30，45，60 min。

2.3 溶出度測(cè)定方法

采用高效液相色譜法測(cè)定，根據(jù)相關(guān)參考文獻(xiàn)[5]，色譜條件為：Thermo Scientific，Hypersil C18色譜柱（4.6 mm × 250 mm，5 μm）;流速1.0 mL?min-1;檢測(cè)波長(zhǎng)270 nm;柱溫室溫;進(jìn)樣量10 μL;流動(dòng)相：流動(dòng)相A為緩沖溶液（1%三乙胺，1%乙酸，用磷酸調(diào)pH到3.0），B為甲醇，梯度洗脫程序?yàn)椋?～12 min，24%B;12～13 min，24%～28%B;13～19 min，28%B;19～20 min，28%～33.8%B;20～37.5 min，33.8%B;37.5～38.5 min，33.8%～41%B;38.5～60 min，41%～75%B。

2.3.1 轉(zhuǎn)速的選擇 采用藥典2010年版二部附錄XC第二法裝置，以900 mL水為溶劑，測(cè)定前對(duì)儀器裝置進(jìn)行必要的調(diào)試，使槳葉底部距溶出杯的內(nèi)底部（25±2） mm。分別量取經(jīng)脫氣處理的去離子水，置各溶出杯內(nèi)，待溶出介質(zhì)溫度恒定在（37±0.5） ℃后，將供試品投入溶出杯中，轉(zhuǎn)速選擇100，75，50 r?min-1試驗(yàn)，于5，10，15，30，45，60 min時(shí)取樣測(cè)定溶出量（多成分累積溶出度加和），見表1。從結(jié)果可知，確定本品溶出度測(cè)定轉(zhuǎn)速為100 r?min-1。

表1 不同轉(zhuǎn)速時(shí)供試品的平均溶出度

Table 1 The average dissolution of samples at different speed

t/min

平均溶出度/%

100 r?min-175 r?min-150 r?min-1

55.84.05.4

1014.97.09.6

1529.510.413.5

3059.227.915.9

4593.038.131.2

60105.765.740.2

2.3.2 溶液穩(wěn)定性考察 將葛根芩連片于5種不同的pH溶出介質(zhì)中進(jìn)行溶出度測(cè)定，依法操作，將供試品溶液分別于不同時(shí)間點(diǎn)測(cè)定供試品9個(gè)主要成分的峰面積，并以葛根素保留時(shí)間計(jì)算各個(gè)峰的相對(duì)保留時(shí)間，葛根芩連片中主要成分在2 h之內(nèi)穩(wěn)定性良好（RSD<5%），穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

表2 不同介質(zhì)中各峰的峰面積RSD

Table 2 The RSD of every peak area in different dissolution media

峰號(hào)相對(duì)保留時(shí)間

各峰的峰面積RSD/%

pH

1.0pH

4.0pH

6.8H2OpH

7.4

峰10.730.90.7 0.3 1.3 0.3

峰2（葛根素）1.002.50.2 1.2 0.3 2.1

峰31.071.40.9 2.3 1.8 1.2

峰41.162.33.9 1.81.9 4.1

峰51.312.20.9 2.6 1.5 2.6

峰6（小檗堿）1.732.40.4 7.8 1.5 0.3

峰72.2510.32.8 3.2 2.4 1.7

峰8（黃芩苷）3.210.14.5 1.8 6.6 1.8

峰93.234.84.71.0 4.0 1.0

3 結(jié)果

3.1 溶出曲線的測(cè)定結(jié)果

取本品制劑，在上述5種溶出介質(zhì)中進(jìn)行溶出曲線測(cè)定，以取樣時(shí)間為橫坐標(biāo)，以溶出度為縱坐標(biāo)，繪制溶出曲線圖，見圖1。

A. pH 1.0;B. pH 4.0;C. pH 6.8;D. H2O;E. pH 7.4（圖2同）。

圖1 復(fù)方葛根芩連片9種成分在5種不同pH溶出介質(zhì)中的溶出曲線

Fig.1 The dissolution curves of nine components from Gengen Qinlian tablets in five different pH dissolution media

3.2 溶出數(shù)據(jù)分析

3.2.1 采用非模型依賴法-相似因子法（f2）分析 相似因子f2的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

f2=50×log1+1/n∑nt=1Rt-Tt2-0.5×100

其中Rt和Tt分別為參比藥物和試驗(yàn)藥物在時(shí)間t時(shí)的溶出度，n為測(cè)定時(shí)間點(diǎn)總數(shù)。一般認(rèn)為f2在50～100，可認(rèn)定兩者的釋放行為相似。本實(shí)驗(yàn)將不同溶出介質(zhì)中2號(hào)峰（葛根素）的溶出曲線作為參比對(duì)照曲線，相同溶出介質(zhì)中其他峰的溶出曲線和參比對(duì)照曲線進(jìn)行比較，以考查葛根芩連片中的9種成分在溶出介質(zhì)中釋放特性。復(fù)方葛根芩連片中主要成分與2號(hào)參比峰（葛根素）相比，計(jì)算f2結(jié)果見表3。

3.2.2 復(fù)方葛根芩連片劑中9種成分溶出行為聚類分析 采用聚類分析方法對(duì)復(fù)方葛根芩連片中9種成分于不同溶出介質(zhì)中的溶出曲線進(jìn)行聚類分析，即將每個(gè)測(cè)定條件下的9種成分溶出曲線看成是5維空間上的9個(gè)點(diǎn)，以2號(hào)峰（葛根素）為參比峰，采用層次聚類法對(duì)上述不同溶出介質(zhì)中各個(gè)峰的溶出行為進(jìn)行分類，見圖2。

3.2.3 體外溶出結(jié)果小結(jié) 采用上述2種方法對(duì)溶出曲線相似性進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以看出：根據(jù)相似因子計(jì)算結(jié)果表明，4號(hào)峰所代表的成分的體外溶出行為與2號(hào)參比峰（葛根素）的溶出行為最接近，在4

表3 與2號(hào)參比峰（葛根素）相比f2計(jì)算結(jié)果

Table 3 The results of calculation of f2 compared with peak 2 （puerarin）

峰號(hào)

f2因子

pH 1.0pH 4.0pH 6.8H2OpH 7.4

峰17664794952

峰2（葛根素）-----

峰36577615781

峰45492889088

峰57676787879

峰6（小檗堿）6572757454

峰74963484331

峰8（黃芩苷）6965704345

峰96755586048

種溶出介質(zhì)中兩者的f2值均大于80，僅在pH 1.0的鹽酸溶液中二者相似性略低。7號(hào)峰所代表的成分的體外溶出行為與2號(hào)參比峰（葛根素）的溶出行為相差最遠(yuǎn)，在4種溶出介質(zhì)中兩者的f2值均小于50，僅在pH 4.0磷酸鹽溶液中二者溶出行為表現(xiàn)為相似。3號(hào)峰、5號(hào)峰所代表的成分和6號(hào)峰（小檗堿）在5種溶出介質(zhì)中的溶出行為與2號(hào)參比峰（葛根素）的溶出行為相似性良好。

根據(jù)聚類分析結(jié)果表明，在pH 1.0溶出介質(zhì)中1號(hào)峰所代表的成分溶出行為與2號(hào)參比峰（葛根素）最為接近，4號(hào)峰所代表的成分溶出行為與2號(hào)參比峰（葛根素）相差最遠(yuǎn);在pH 4.0溶出介質(zhì)中4

圖2 5種不同pH介質(zhì)中9種成分樹狀圖

Fig.2 The tree diagrams of nine components from Gengen Qinlian tablets in five different pH dissolution media

號(hào)峰所代表的成分溶出行為與2號(hào)參比峰（葛根素）最為接近，9號(hào)峰所代表的成分溶出行為與2號(hào)參比峰（葛根素）相差最遠(yuǎn);在pH 6.8溶出介質(zhì)4號(hào)峰所代表的成分溶出行為與2號(hào)參比峰（葛根素）最為接近，7號(hào)峰所代表的成分溶出行為與2號(hào)參比峰（葛根素）相差最遠(yuǎn);在水介質(zhì)中4號(hào)峰所代表的成分溶出行為與2號(hào)參比峰（葛根素）最為接近，7號(hào)峰和9號(hào)峰所代表的成分溶出行為與2號(hào)參比峰（葛根素）相差最遠(yuǎn);在pH 7.4溶出介質(zhì)中3號(hào)峰和4號(hào)峰所代表的成分溶出行為與2號(hào)參比峰（葛根素）最為接近，1號(hào)峰和7號(hào)峰所代表的成分溶出行為與2號(hào)參比峰（葛根素）相差最遠(yuǎn)。

以上的分析結(jié)果表明，盡管2種分析和評(píng)價(jià)方法不同，分析結(jié)果略有差異，但分析和評(píng)價(jià)的結(jié)論基本一致。

4 討論

本實(shí)驗(yàn)選擇了pH 1.0，4.0，6.8，水和pH 7.4共5種溶液作為溶出介質(zhì)，分別模擬復(fù)方葛根芩連片在胃液和不同腸段腸液中的溶出。以葛根芩連方中9種主要成分的溶出作為研究對(duì)象，考查其在不同溶出介質(zhì)中溶出規(guī)律及特點(diǎn)，根據(jù)體外溶出能更好地預(yù)測(cè)其在體內(nèi)不同吸收部位的吸收情況[6-7]。

本研究表明，復(fù)方葛根芩連方中9種主要成分在溶出介質(zhì)的溶出不完全具有同步性，峰7和峰8（黃芩苷）所代表的成分與2號(hào)參比峰（葛根素）溶出同步性相差較遠(yuǎn)，峰3，4，5，和6（小檗堿）所代表的成分與2號(hào)參比峰（葛根素）具有完全的溶出同步性，峰1和峰9與2號(hào)參比峰（葛根素）也具有較一致的溶出同步性。這種溶出同步性表明，這幾種成分在任意時(shí)刻的釋放至溶出介質(zhì)中各組分比例保持不變，并且這種比例的恒定與幾種成分在復(fù)方葛根芩連中配比一致，這種同步釋放正是體現(xiàn)出了中藥配伍的特點(diǎn)。

模擬生物介質(zhì)的溶出度方法在建立體外溶出和體內(nèi)吸收相關(guān)性方面至關(guān)重要[8]，并且通過藥物制劑體外溶出曲線計(jì)算溶出指數(shù)[9]，這也是生物藥劑學(xué)分類標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充，因此溶出度研究也是課題組建立CMMBCS的重要研究?jī)?nèi)容。課題組在CMMBCS的研究過程中，對(duì)中藥的溶出度評(píng)價(jià)方法按照由簡(jiǎn)至繁的過程不斷推進(jìn)，從單味藥材散劑[10]深入到本研究的復(fù)方中藥片劑，從單一成分溶出度評(píng)價(jià)深入到本研究的多成分溶出度評(píng)價(jià)，并重點(diǎn)關(guān)注可能引起吸收時(shí)序差異的溶出同步性問題。本研究建立的葛根芩連片中9種主要成分的體外溶出曲線測(cè)定方法，雖不能做到每種成分的明確定性，但卻探索到了一條繞開對(duì)照品種類瓶頸限制而進(jìn)行生物藥劑學(xué)相關(guān)研究的道路。

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Application of multicomponent dissolution evaluation method of

biopharmaceutics classification system of Chinese materia

medica in Gegen Qinlian tablets

WEI Li1， WANG Guo-peng2， DONG Ling1*， TANG Ming-min1， ZHANG Lei1， ZHU Mei-ling1， LIU Yang1*

（1. Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100102， China;

2. Zhongcai Health （Beijing） Biological Technology Development Co.， Ltd.， Beijing 100055， China）

篇12

當(dāng)前，由各種Omics組學(xué)技術(shù)，如基因組學(xué)（DNA測(cè)序），轉(zhuǎn)錄組學(xué)（基因表達(dá)系列分析、基因芯片），蛋白質(zhì)組學(xué)（質(zhì)譜、二維凝膠電泳、蛋白質(zhì)芯片、X光衍射、核磁共振），代謝組學(xué)（核磁共振、X光衍射、毛細(xì)管電泳）等技術(shù)，積累了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。約有800多個(gè)公共數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和許多分析工具可利用通過互聯(lián)網(wǎng)來解決各種各樣的生物任務(wù)。生物數(shù)據(jù)的計(jì)算分析基本上依賴于計(jì)算機(jī)科學(xué)的方法和概念，最終由生物學(xué)家來系統(tǒng)解決具體的生物問題。我們面臨的挑戰(zhàn)是如何從這些組學(xué)數(shù)據(jù)中，利用已有的生物信息學(xué)的技術(shù)手段，在新的系統(tǒng)層次、多水平、多途徑來了解生命過程。整合生物信息學(xué)便承擔(dān)了這一任務(wù)。

圖1簡(jiǎn)單描述了生物信息學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)與信息學(xué)、生物學(xué)以及基因組計(jì)劃各個(gè)研究領(lǐng)域的相關(guān)性。可以看出基因組計(jì)劃將生物學(xué)與信息學(xué)前所未有地結(jié)合到了一起，而生物信息學(xué)的興起是與人類基因組的測(cè)序計(jì)劃分不開的，生物信息學(xué)自始至終提供了所需的技術(shù)與方法，系統(tǒng)生物學(xué)強(qiáng)調(diào)了生物信息學(xué)的生物反應(yīng)模型和機(jī)理研究，也是多學(xué)科高度交叉，促使理論生物學(xué)、生物信息學(xué)、計(jì)算生物學(xué)與生物學(xué)走得更近，也使我們研究基因型到表型的過程機(jī)理更加接近。虛線范圍代表整合生物信息學(xué)的研究領(lǐng)域，它包括了基因組計(jì)劃的序列、結(jié)構(gòu)、功能、應(yīng)用的整合，也涵蓋了生物信息學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)與方法的有機(jī)整合。

整合生物信息學(xué)的最大特點(diǎn)就是整合，不僅整合了生物信息學(xué)的研究方法和技術(shù)，也是在更大的層次上整合生命科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)，以及工程學(xué)等各學(xué)科。其生物數(shù)據(jù)整合從微觀到宏觀，應(yīng)用領(lǐng)域整合涉及工、農(nóng)、林、漁、牧、醫(yī)、藥。本文將就整合生物信息學(xué)的生物數(shù)據(jù)整合、學(xué)科技術(shù)整合及其他方面進(jìn)行初步的介紹和探討。

二、生物數(shù)據(jù)挖掘與整合

生物系統(tǒng)的不同性質(zhì)的組分?jǐn)?shù)據(jù)，從基因到細(xì)胞、到組織、到個(gè)體的各個(gè)層次。大量組分?jǐn)?shù)據(jù)的收集來自實(shí)驗(yàn)室（濕數(shù)據(jù)）和公共數(shù)據(jù)資源（干數(shù)據(jù)）。但這些數(shù)據(jù)存在很多不利于處理分析的因素，如數(shù)據(jù)的類型差異，數(shù)據(jù)庫(kù)中存在大量數(shù)據(jù)冗余以及數(shù)據(jù)錯(cuò)誤；存儲(chǔ)信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也存在很大的差異，包括文本文件、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)等；缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)描述標(biāo)準(zhǔn)，信息查詢方面大相徑庭；許多數(shù)據(jù)信息是描述性的信息，而不是結(jié)構(gòu)化的信息標(biāo)示。如何快速地在這些大量的包括錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量中獲取正確數(shù)據(jù)模式和關(guān)系是數(shù)據(jù)挖掘與整合的主要任務(wù)。

數(shù)據(jù)挖掘是知識(shí)發(fā)現(xiàn)的一個(gè)過程，其他各個(gè)環(huán)節(jié)，如數(shù)據(jù)庫(kù)的選擇和取樣，數(shù)據(jù)的預(yù)處理和去冗余，錯(cuò)誤和沖突，數(shù)據(jù)形式的轉(zhuǎn)換，挖掘數(shù)據(jù)的評(píng)估和評(píng)估的可視化等。數(shù)據(jù)挖掘的過程主要是從數(shù)據(jù)中提取模式，即模式識(shí)別。如DNA序列的特征核苷堿基，蛋白質(zhì)的功能域及相應(yīng)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化分類等。從信息處理的角度來說，模式識(shí)別可以被看作是根據(jù)一分類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)外來數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化過程。其主要步驟是：特征選擇，度量，處理，特征提取，分類和標(biāo)識(shí)。現(xiàn)有的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)常用的有：聚類、概念描述、連接分析、關(guān)聯(lián)分析、偏差檢測(cè)和預(yù)測(cè)模型等。生物信息學(xué)中用得比較多的數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)方法有：機(jī)器學(xué)習(xí)，文本挖掘，網(wǎng)絡(luò)挖掘等。

機(jī)器學(xué)習(xí)通常用于數(shù)據(jù)挖掘中有關(guān)模式匹配和模式發(fā)現(xiàn)。機(jī)器學(xué)習(xí)包含了一系列用于統(tǒng)計(jì)、生物模擬、適應(yīng)控制理論、心理學(xué)和人工智能的方法。應(yīng)用于生物信息學(xué)中的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)有歸納邏輯程序，遺傳算法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)計(jì)方法，貝葉斯方法，決策樹和隱馬爾可夫模型等。值得一提的是，大多數(shù)數(shù)據(jù)挖掘產(chǎn)品使用的算法都是在計(jì)算機(jī)科學(xué)或統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)雜志上發(fā)表過的成熟算法，所不同的是算法的實(shí)現(xiàn)和對(duì)性能的優(yōu)化。當(dāng)然也有一些人采用的是自己研發(fā)的未公開的算法，效果可能也不錯(cuò)。

大量的生物學(xué)數(shù)據(jù)是以結(jié)構(gòu)化的形式存在于數(shù)據(jù)庫(kù)中的，例如基因序列、基因微陣列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分子三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)等，而大量的生物學(xué)數(shù)據(jù)更是以非結(jié)構(gòu)化的形式被記載在各種文本中，其中大量文獻(xiàn)以電子出版物形式存在，如PubMed Central中收集了大量的生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)摘要。

文本挖掘就是利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在大量的文本集合中發(fā)現(xiàn)隱含的知識(shí)的過程。其任務(wù)包括在大量文本中進(jìn)行信息抽取、語(yǔ)詞識(shí)別、發(fā)現(xiàn)知識(shí)間的關(guān)聯(lián)等，以及利用文本挖掘技術(shù)提高數(shù)據(jù)分析的效率。近年來，文本挖掘技術(shù)在生物學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用多是通過挖掘文本發(fā)現(xiàn)生物學(xué)規(guī)律，例如基因、蛋白及其相互作用，進(jìn)而對(duì)大型生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行自動(dòng)注釋。但是要自動(dòng)地從大量非結(jié)構(gòu)性的文本中提取知識(shí)，并非易事。目前較為有效的方法是利用自然語(yǔ)言處理技術(shù)NLP，該技術(shù)包括一系列計(jì)算方法，從簡(jiǎn)單的關(guān)鍵詞提取到語(yǔ)義學(xué)分析。最簡(jiǎn)單的NLP系統(tǒng)工作通過確定的關(guān)鍵詞來解析和識(shí)別文檔。標(biāo)注后的文檔內(nèi)容將被拷貝到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)以備分析。復(fù)雜些的NLP系統(tǒng)則利用統(tǒng)計(jì)方法來識(shí)別不僅僅相關(guān)的關(guān)鍵詞，以及它們?cè)谖谋局械姆植记闆r，從而可以進(jìn)行上下文的推斷。其結(jié)果是獲得相關(guān)文檔簇，可以推斷特定文本內(nèi)容的特定主題。最先進(jìn)的NLP系統(tǒng)是可以進(jìn)行語(yǔ)義分析的，主要是通過分析句子中的字、詞和句段及其相關(guān)性來斷定其含義。

生物信息學(xué)離不開Internet網(wǎng)絡(luò)，大量的生物學(xué)數(shù)據(jù)都儲(chǔ)存到了網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)角落。網(wǎng)絡(luò)挖掘指使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)潛在的、有用的模式或信息。網(wǎng)絡(luò)挖掘研究覆蓋了多個(gè)研究領(lǐng)域，包括數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、信息獲取技術(shù)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、人工智能中的機(jī)器學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。根據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的感興趣程度不同，網(wǎng)絡(luò)挖掘一般還可以分為三類：網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容挖掘、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)挖掘、網(wǎng)絡(luò)用法挖掘。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容挖掘指從網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容/數(shù)據(jù)/文檔中發(fā)現(xiàn)有用信息，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容挖掘的對(duì)象包括文本、圖像、音頻、視頻、多媒體和其他各種類型的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)挖掘的對(duì)象是網(wǎng)絡(luò)本身的超連接，即對(duì)網(wǎng)絡(luò)文檔的結(jié)構(gòu)進(jìn)行挖掘，發(fā)現(xiàn)他們之間連接情況的有用信息（文檔之間的包含、引用或者從屬關(guān)系）。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)挖掘領(lǐng)域最著名的算法是HITS算法和PageRank算法（如Google搜索引擎）。網(wǎng)絡(luò)用法挖掘通過挖掘相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)日志記錄，來發(fā)現(xiàn)用戶訪問網(wǎng)絡(luò)頁(yè)面的模式，通過分析日志記錄中的規(guī)律。通常來講，經(jīng)典的數(shù)據(jù)挖掘算法都可以直接用到網(wǎng)絡(luò)用法挖掘上來，但為了提高挖掘質(zhì)量，研究人員在擴(kuò)展算法上進(jìn)行了努力，包括復(fù)合關(guān)聯(lián)規(guī)則算法、改進(jìn)的序列發(fā)現(xiàn)算法等。

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)挖掘比單個(gè)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的挖掘要復(fù)雜得多，是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)，一個(gè)難以解決的問題。而XML的出現(xiàn)為解決網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)挖掘的難題帶來了機(jī)會(huì)。由于XML能夠使不同來源的結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)很容易地結(jié)合在一起，因而使搜索多個(gè)異質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)成為可能，從而為解決網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)挖掘難題帶來了希望。隨著XML作為在網(wǎng)絡(luò)上交換數(shù)據(jù)的一種標(biāo)準(zhǔn)方式，目前主要的生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)都已經(jīng)提供了支持XML的技術(shù)，面向網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)挖掘?qū)?huì)變得非常輕松。如使用XQuery 標(biāo)準(zhǔn)查詢工具，完全可以將 Internet看作是一個(gè)大型的分布式XML數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)瀏覽獲取、結(jié)構(gòu)化操作等。

此外，數(shù)據(jù)挖掘還要考慮到的問題有：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)挖掘、人為因素的參與、硬件設(shè)施的支持、數(shù)據(jù)庫(kù)的誤差問題等。

一般的數(shù)據(jù)（庫(kù)）整合的方法有：聯(lián)合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（如ISYS和DiscoveryLink）, 多數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（如TAMBIS）和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)（如SRS和Entrez）。這些方法因?yàn)樵谡系某潭龋瑢?shí)體化，查詢語(yǔ)言，應(yīng)用程序接口標(biāo)準(zhǔn)及其支持的數(shù)據(jù)輸出格式等方面存在各自的特性而各有優(yōu)缺點(diǎn)。同時(shí)，指數(shù)增長(zhǎng)的生物數(shù)據(jù)和日益進(jìn)步的信息技術(shù)給數(shù)據(jù)庫(kù)的整合也帶來了新的思路和解決方案。如傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)主要是提供長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和簡(jiǎn)便的數(shù)據(jù)訪問，重在數(shù)據(jù)管理，而系統(tǒng)生物學(xué)的數(shù)據(jù)庫(kù)則同時(shí)對(duì)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提供預(yù)測(cè)信息模型。數(shù)據(jù)庫(kù)的整合也將更趨向數(shù)據(jù)資源廣、異質(zhì)程度高、多種數(shù)據(jù)格式、多途徑驗(yàn)證（如本體學(xué)Ontology的功能對(duì)照）、多種挖掘技術(shù)、高度智能化等。

三、生命科學(xué)與生物信息學(xué)技術(shù)的整合

生物信息學(xué)的研究當(dāng)前還主要集中在分子水平，如基因組學(xué)/蛋白質(zhì)組學(xué)的分析，在亞細(xì)胞、細(xì)胞、生物組織、器官、生物體及生態(tài)上的研究才剛剛開始。從事這些新領(lǐng)域的研究，理解從基因型到表型的生命機(jī)理，整合生物信息學(xué)將起到關(guān)鍵性的作用。整合生物信息學(xué)將從系統(tǒng)的層次多角度地利用已有的生物、信息技術(shù)來研究生命現(xiàn)象。另外，由其發(fā)展出的新方法、新技術(shù)，其應(yīng)用潛力也是巨大的。圖2顯示了生命科學(xué)與生物信息學(xué)技術(shù)的整合關(guān)系。

目前生命科學(xué)技術(shù)如基因測(cè)序、QTL定位、基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、凝膠電泳、蛋白雙雜交、核磁共振、質(zhì)譜等實(shí)驗(yàn)技術(shù)，可以從多方面，多角度來分析研究某一生命現(xiàn)象，從而針對(duì)單一的實(shí)驗(yàn)可能就產(chǎn)生大量的不同層次的生物數(shù)據(jù)。對(duì)于每個(gè)技術(shù)的數(shù)據(jù)分析，都有了大量的生物信息學(xué)技術(shù)，如序列分析、motif尋找、基因預(yù)測(cè)、基因注解、RNA分析、基因芯片的數(shù)據(jù)分析、基因表達(dá)分析、基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)分析、蛋白質(zhì)表達(dá)分析、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)和分子模擬、比較基因組學(xué)研究、分子進(jìn)化和系統(tǒng)發(fā)育分析、生物學(xué)系統(tǒng)建模、群體遺傳學(xué)分析等。整合生物信息學(xué)就是以整合的理論方法，通過整合生物數(shù)據(jù)，整合信息技術(shù)來推動(dòng)生命科學(xué)干實(shí)驗(yàn)室與濕實(shí)驗(yàn)室的組合研究。其實(shí)踐應(yīng)用涉及到生物數(shù)據(jù)庫(kù)的整合、功能基因的發(fā)現(xiàn)、單核苷酸多態(tài)性/單體型的了解、代謝疾病的機(jī)理研究、藥物設(shè)計(jì)與對(duì)接、軟件工具以及其他應(yīng)用。

在整合過程中，還應(yīng)該注意以下幾方面內(nèi)容：整合數(shù)據(jù)和文本數(shù)據(jù)挖掘方法，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)管理，生物數(shù)據(jù)庫(kù)的錯(cuò)誤與矛盾，生物本體學(xué)及其質(zhì)量控制，整合模型和模擬框架，生物技術(shù)的計(jì)算設(shè)施，生物信息學(xué)技術(shù)流程優(yōu)化管理，以及工程應(yīng)用所涉及的范圍。

四、學(xué)科、人才的整合

整合生物信息學(xué)也是學(xué)科、教育、人才的整合。對(duì)于綜合性高等院校，計(jì)算機(jī)科學(xué)/信息學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科為生物信息學(xué)的發(fā)展提供了學(xué)科基礎(chǔ)和保障。如何充分利用高校雄厚的學(xué)科資源，合理搭建生物信息學(xué)專業(yè)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)一流的生物信息學(xué)人才，是我們的任務(wù)和目標(biāo)。

計(jì)算機(jī)科學(xué)/信息學(xué)是利用傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)，數(shù)學(xué)，物理學(xué)等計(jì)算、數(shù)學(xué)方法，如數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)發(fā)掘、人工智能、算法、圖形計(jì)算、軟件工程、平行計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，模擬預(yù)測(cè)等。生物信息學(xué)的快速發(fā)展給計(jì)算機(jī)科學(xué)也帶來了巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，如高通量的數(shù)據(jù)處理、儲(chǔ)存、檢索、查詢，高效率的算法研究，人工智能的全新應(yīng)用，復(fù)雜系統(tǒng)的有效模擬和預(yù)測(cè)。整合生物信息學(xué)的課程設(shè)計(jì)可以提供以下課程：Windows/Unix/Linux操作系統(tǒng)、C++/Perl/Java程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)編程、SQL、XML相關(guān)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘，機(jī)器學(xué)習(xí)、可視化技術(shù)、軟件工程、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)安全、計(jì)算機(jī)硬件、嵌入式系統(tǒng)、控制論、計(jì)算智能，微積幾何、概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線性代數(shù)、離散數(shù)學(xué)、組合數(shù)學(xué)、計(jì)算方法、隨機(jī)過程、常微分方程、模擬和仿真、非線性分析等等。

生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象、過程及其規(guī)律的科學(xué)，主要包括植物學(xué)等十幾個(gè)一級(jí)分支學(xué)科。整合生物信息學(xué)的課程設(shè)計(jì)可以提供以下課程：普通生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、病毒學(xué)、免疫學(xué)、流行病學(xué)、保護(hù)生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、生物物理學(xué)、細(xì)胞工程、基因工程、分子動(dòng)力學(xué)、生物儀器分析及技術(shù)、植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)、微生物學(xué)及其他生物科學(xué)、生物技術(shù)專業(yè)的技能課程。

作為獨(dú)立學(xué)科的生物信息學(xué)，其基本的新算法，新技術(shù)，新模型，新應(yīng)用的研究是根本。課程涉及到生物信息學(xué)基礎(chǔ)、生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)、生物序列與基因組分析、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)、生物芯片數(shù)據(jù)分析、蛋白質(zhì)組學(xué)分析、系統(tǒng)生物學(xué)、生物數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)、計(jì)算生物學(xué)、藥物設(shè)計(jì)、生物網(wǎng)絡(luò)分析等。另外，整合生物信息學(xué)的工程應(yīng)用，也需要了解以下學(xué)科，如生物工程、生物技術(shù)、醫(yī)學(xué)影像、信號(hào)處理、生化反應(yīng)控制、生物醫(yī)學(xué)工程、數(shù)學(xué)模型、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)與生產(chǎn)等。

此外，整合生物信息學(xué)的人才培養(yǎng)具有很大的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)壓力，培養(yǎng)優(yōu)秀的專業(yè)人才，必須使其具備優(yōu)良的生物信息科學(xué)素養(yǎng)，具有國(guó)際視野，知識(shí)能力、科研創(chuàng)新潛力俱佳的現(xiàn)代化一流人才。所以要始終緊跟最新的學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)和發(fā)展方向，整合學(xué)科優(yōu)勢(shì)和強(qiáng)化師資力量，促進(jìn)國(guó)際交流。

五、總結(jié)及展望

二十一世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，也是生物信息學(xué)快速不斷整合發(fā)展的時(shí)代，整合生物學(xué)的研究和應(yīng)用將對(duì)人類正確認(rèn)識(shí)生命規(guī)律并合理利用產(chǎn)生巨大的作用。比如進(jìn)行虛擬細(xì)胞的研究，整合生物信息學(xué)提供了從基因序列，蛋白結(jié)構(gòu)到代謝功能各方面的生物數(shù)據(jù)，也提供了從序列分析，蛋白質(zhì)拓?fù)涞较到y(tǒng)生物學(xué)建模等方面的信息技術(shù)，從多層次、多水平、多途徑進(jìn)行科學(xué)研究。

整合生物信息學(xué)是基于現(xiàn)有生物信息學(xué)的計(jì)算技術(shù)框架對(duì)生命科學(xué)領(lǐng)域的新一輪更系統(tǒng)全面的研究。它依賴于生物學(xué)，計(jì)算機(jī)學(xué)，生物信息學(xué)/系統(tǒng)生物學(xué)的研究成果（包括新數(shù)據(jù)、新理論、新技術(shù)和新方法等），但同時(shí)也給這些學(xué)科提供了更廣闊的研究和應(yīng)用空間，并推動(dòng)整個(gè)人類科學(xué)的進(jìn)程。

我國(guó)的生物信息學(xué)教育在近幾年已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展。未來整合生物信息學(xué)人才的培養(yǎng)還需要加強(qiáng)各學(xué)科有效交叉，尤其是計(jì)算機(jī)科學(xué)，要更緊密地與生命科學(xué)結(jié)合起來，共同發(fā)展，讓我們的生命科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物信息學(xué)的教育和科研走得更高更前沿。

篇13

合成生物學(xué)的主要內(nèi)容不包括利用現(xiàn)有的天然生物模塊構(gòu)建新的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)并表現(xiàn)出新功能。

合成生物學(xué)是以工程學(xué)理論為指導(dǎo)，設(shè)計(jì)和合成各種復(fù)雜生物功能模塊、系統(tǒng)甚至人工生命體，并應(yīng)用于特定化學(xué)物生產(chǎn)、生物材料制造、基因治療、組織工程等的一門綜合學(xué)科。它涉及微生物學(xué)、分子生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、遺傳學(xué)、材料科學(xué)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科。合成生物學(xué)代表了生物系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新趨勢(shì)，其誕生可以追溯到二十世紀(jì)六七十年代出現(xiàn)的多種技術(shù)和認(rèn)識(shí)，包括基因電路的研究、基因轉(zhuǎn)錄的蛋白調(diào)控以及DNA重組技術(shù)等。合成生物學(xué)的最終

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