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中医药学迄今已有三千余年的历史。并且，中医药日益引起国内外的关注。1997年，美国有6.29亿人次接受以中医药为主的治疗，超过使用主流医学的人次(3.68亿)[1]。的人次然而中医学整体观，辨证论治，方剂复合干预的诊疗特色，在现代科技背景下仍难以阐明。既往的中医药研究仅限于单一因素、某一局部系统的某些特定环节，难以在整体、活体、动态层面上，对机体多层次的生物学因素及其相互作用同时展开。局部环节和单生物学机制研究的深入，并不能有效地反映疾病的复杂性、中医药的综合协调作用及其微观机理。还原论方法不适于中医药学研究已成为国内外研究者的共识[2]。
生物信息学与中医药现代研究
目前，医学的重点正由传统的基于症状治疗模式向以信息为依据的治疗模式转变，生物学研究重点正从20世纪的还原论研究转向21世纪的整体论研究[3]。生物信息学(Bioinformatics)，是以计算机为工具对生物信息进行储存、检索、分析、处理和综合利用的科学，其目标是揭示基因组信息结构的复杂性及遗传语言的根本规律;阐明人类约10万种蛋白质的结构、功能、相互作用以及与各种人类疾病之间的关系，寻求各种治疗和预防措施。 Bioinformatics作为当今生命科学研究最重要的平台技术，不仅能够分析多种生物分子数据，同时更适于综合多种生物分子及其相互作用，以获得规律性认识。因此，生物信息学掌握着基因组的真正用途，并将引起生物医学以及临床诊疗的革命性变化[4]。而引入生物信息学、系统生物学的思路与方法，无异于换了一种更接近于本质的角度去透视中医药。
与中医药的结合，同时也有助于生物信息学的发展。2002年Kiberstis等倡导多学科的协作和有效的信息整合，认为其意义超过了单纯的基因研究[5]。既往的生物基础研究和多层次医学实践(分子、细胞、组织、器官以及病理生理学、药理学、行为学等)所获得的大量信息，分执一端，合则两立。沟通基因组等生物信息和病理生理、机体功能、临床疾病等各类医学信息，已日渐成为生物信息学、系统生物学发展的重要领域，将有望使一些长期受到数据限制的生理病理机制，以及相关的重要医学问题获得突破。因此，与医学尤其是与我国独特的中医药学等不同学科的交叉融合，是生物信息学面临的重要发展机遇之一。中医药现代研究也相应地开拓了功能基因组学、蛋白质组学研究的新领域，为生物信息学等多学科的切入，提供了宽广的研究空间。
生物信息学与中医药现代化正是人们数年来致力解决的重要问题。将中医药富有特色的诊疗体系、丰富经验，与生物信息学、先进信息科技相结合，进行大跨度的交叉学科研究，是该方向的一个重要特色。有研究[6]初步表明：以信息、系统的观点，基于多层次信息，从“物质实体” 到“关系实在” (如：有效组合→相互作用→网络→功能) 的研究途径，可望逐步揭示中医药奥秘。即以生物信息学、系统生物学以及信息科技为桥梁，在中医学研究中发展相应的信息分析与整合手段，将有助于深入了解中医学整体、系统的诊疗规律；一套行之有效的中医药生物信息分析方法，也将为在系统层次上加深对复杂性疾病的理解及其防治提供途径。
中医药与生物信息学的若干交叉研究领域
中医整体规律与机体稳态机制
中医学对人体、疾病以及药材的认识都置于环境的背景之下，在重视各种因素作用的同时，更强调各因素在整体中的作用与联系。因此，应用系统建模、系统仿真等方法，可望发掘中医整体观念的内涵 (如中医四时五脏模型可看作各因素相互作用、整体调控的符号表示) ，并有助于认识病理生理过程中机体与环境的联系。在这方面，有试验表明依据中医学四时五脏阴阳整体观模型，对生理状态下五脏系统的动态稳定性、外部随机扰动，以及环境中四时因素对五脏的影响在Matlab下进行仿真，结果发现依据五脏促进、制约的相互作用，机体在生理状态的一定条件下能够形成较大幅度的稳态机制，并实现五脏功能随时间变化的性质[6]。
中医症候生物信息研究
症候是中医药学核心理论，是疾病过程中机体整体、功能的反映状态。然而至今未发现症候的“金指标”。从复杂的四诊信息、理化信息以及多层次生物学数据中，分析症候的特征表现形式，则为生物信息学的切入提供了广阔空间。同时对症候机制的深入，也将有助于认识复杂性疾病基因型-表型中存在的丰富的内部结构。其内容主要包括：(1)建立、发展症候整体、器官、细胞、分子、基因等多层次的信息融合与综合分析方法，探索若干疾病的症候规律；(2)在有效指标组合、相互作用关系、组合效应等方面，进行症候发生规律、症候与方剂效应的生物信息学研究；(3)结合疾病背景，进行症候有效指标、特征生物学尺度、特征表现形式、诊断决策等方面的生物信息学研究。
在这方面国内已有研究机构以神经内分泌免疫(NEI)网络三大系统信号分子的相互作用、分子基础、典型调控环节等为专题，构建NEI的专题数据库，探索和研究寒热症候的整体规律。同时,通过分析胃炎癌前病变不同阶段的幽门螺杆菌(H. pylori)感染与血清抗体IgG、IgA水平，发现不同临床症状组合对H. pylori感染具有不同的诊断价值[7]，亦即从中医症候的角度提取具有临床诊疗意义的有效症状组合，将有助于疾病的诊断与治疗。
中药药效系统学研究
疗效的判定有赖于评价体系。中药成分相对复杂，治疗疾病时往往通过不同环节发挥整体调节作用。然而目前的评价体系难以反映中医药整体、活体、动态的作用特点。单纯的生物医学统计方法，以及传统的实验设计也难以适应医学由局部向整体，由单一指标评价向系统评价发展的趋势。合理利用启发式的直观信息是人工智能和机器学习的一个特色，适于提取实验设计和数据本身的整体特性,因此在此基础上开展中药药效系统学研究,可望为客观评价中药的实际效果提供新的方法。针对方剂、症候高维小样本数据，已存在于统计模式识别分析的PARM算法,以及模糊综合评判等方法，应用于评价中药不同配比的分析与优化、寒热方剂的作用、寒热症候的特征等。
中药化学信息与生物信息的相关性
中药(方剂)的关键是配伍。从饮片配伍到方剂复杂化学组分的分子有效组合是中药现代化的可能途径。然而,中药有效分子组合如何调节疾病功能基因网络？以方剂中药物的化学组分(药效物质),如何与生物体(人)内的细胞、离子通道、酶、受体、基因等分子组成的生物分子“网络”相互作用,从而实现方剂的综合效应,整体功能？针对上述问题，可充分发挥生物信息学计算、设计的作用，在计算与实验相结合的研究框架下，进行多层次生物信息分析的中药有效分子组合筛选，中药生物信息与化学信息相关性等研究；同时，以确有疗效、成分明确的中药为探针，可望开启复杂疾病机制研究中“以药测病”的思路，从新的角度扩充疾病相关的分子调控网络[9]，并促进生物信息、医学信息的融合。
其它
高新技术在中药研发与生产中的应用，是加快中医药产业化步伐的关键，也是中医药学与生物信息学、自动化等相关学科在应用领域的优势互补。对此可开展的中医药信息学技术包括中医诊断信息的方法与技术研究和中药工业中的自动化技术研究。
(1)中医诊断的自动化技术：包括中医舌诊、脉诊等诊断的定量化、自动化技术研究。其中涉及图像处理与分析、信号处理、生物统计等多个学科。(2)中药工业自动化技术研究：针对中药材质量控制与自动鉴别，中药提取与浓缩，中药电子调配技术，中药注射剂的在线监测与质量控制等问题，开展中药生产过程的可控性分析和自动控制技术、中药自动配药控制系统中关键技术等研究。
总之，以信息、系统的观点切入探讨中医药诊疗体系的科学内涵，进行中医药生物信息学有关理论、模式与技术方法的创建，中药研发的新模式与新技术探索，以及中药工业自动化方面的开拓性研究，将有助于深入发掘中医药诊疗体系的科学内涵，为中医药现代化以及中药的产业化发展提供新的途径，并为我国的生物信息学研究形成特色提供可能。■
参考文献：
1. Eisenberg DM, Davis RB, Ettner SL, et al. Trends in alternative medicine use in the United States, 1990-1997: results of a follow-up national survey. JAMA, 1998, 280(18): 1569-1575
2. Xue T, Roy R. Studying traditional Chinese medicine. Science. 2003, 300:740-742
3. Palsson B. The challenges of in silico biology,Nature Biotech.,2000,18:1147-1150
4. Kim JH. Bioinformatics and genomic medicine. Genet Med 2002;4:62S-65S
5. Kiberstis P, Roberts L. It's not just the genes. Science 2002;296:685
6. 庄永龙, 李梢, 李衍达. 基于控制论的中医学四时五脏系统稳态性能仿真. 系统仿真学报2003; 15: 922-926
7. Li S, Lu AP, Zhang L, Li YD. Anti-Helicobacter pylori immunoglobulin G (IgG) and IgA antibody responses and the value of clinical presentations in diagnosis of H. pylori infection in patients with precancerous lesions. World J Gastroenterol, 2003,9(4): 755-758 | 
