网络象数思维解构方证关系的思考

健康   2024-11-04 16:03   北京  


重要小贴士

为进一步提高论文写作的质量和水平,更为深度的促进名医经验传承和传播,中药大品种联盟将于11月29-30日举办中医药科研论文与SCI写作网络培训会议,此次培训围绕名医学术思想、经验总结、毕业论文设计与期刊论文发表等相关内容,从名医传承者和研究生实用的角度对撰写相关论文与申请相关项目的经验进行广泛交流。报名直接点击文章最下方阅读原文


⊙编辑:一墨



网络象数思维解构方证关系的思考

———源自中国原创思维的科技创新浅思

刘骏,关双,王忠,王永炎


象数思维,作为中华民族独具特色的传统思维模式,是我国特有辩证逻辑的体现,用于阐释世间万物之发生发展规律,构建了一个关于宇宙万物形成及其运行变化的完整系统。然而,近现代以来,西方还原论思维在科学研究领域逐渐占据主导地位,认为将一个整体的组分分开考察与它们在整体中发挥功能完全相同,因此,常依赖切割分析方法,即将整体拆解为部分以寻求深层次的理解,这对某些有机现象和社会现象有效,但并非对所有现象都有效,尤其是面对复杂的医学现象。此时,我们需要的不是更复杂的治疗方法,而是新的技术和思维方式。随着系统生物学、人工智能、多向药理学的发展,网络医学、网络药理学应运而生。网络药理学是一门利用网络分析技术研究药物-成分靶点-疾病之间关系的前沿学科,强调系统层面和生物网络关联,研究分子网络中多种成分之间的相互关系和药物作用下网络的变化模式,进而从整体层面认识生命活动和药物治疗机制,这与中医学从整体角度治疗疾病的理论相似。因此,结合多组学数据与网络药理学可以更好地揭示证候与中药复方间的复杂作用关系,但如何解构复杂的生物网络仍然是当前面临的一个重大挑战。

生物系统网络具有模块结构,即网络中一些分子共同执行某种生物学功能,这一结构的识别可使复杂网络降维,被认为是理解生物系统的一个关键因素。对方-证关联的生物学网络进行解构和降维,分析网络模块或子网络的组合连接,有助于深入理解方证机制。基于此,2012年,本团队提出了“模块药理学”这一新学科,其以网络靶点模块为核心,将疾病、药物靶点及证候病因病机的网络降维至模块层次,研究网络解构后模块的内外关系及其组合模式的变化,对于诠释疾病与药物间的对应关系尤为重要。然而,网络模块是一种非实体性研究对象,具有整体性、层次性、动态性等诸多特征,采用经典概念思维和逻辑思维研究存在巨大挑战。在还原论向系统论转换的大科学背景下,本团队于2020年提出网络象概念,强调整体、关联、系统、多元的网络象思维是象思维现代发展的重要趋势,其在方剂多靶点作用表达、方剂优化与设计、方证关联性研究等领域具有巨大潜力。然而,象数思维是中医学,乃至中国文化哲学的原创思维,强调象数的统一性和整体性,应象数并称,两者不可偏废。

因此,本文通过比较象数思维与网络模块药理学的基本特征,拟初步构建网络象数思维的基本理论体系,提出网络象数思维指导下模块药理学用于方证机制研究的发展方向。


01
网络象数思维的基本概念

1.1 网络象数思维提出的必要性


源于《周易》的象数思维是中华传统思维方式的元点和代表,是象思维和数思维的合称。象思维是以可感知的象作为思维的出发点和落脚点,整个思维过程围绕象的系列流动、转化与拟合。与之对应的数思维是从计数开始,通过对数字的衍生和赋予其特定的含义,使得数字不仅仅代表数量本身,而是将其与特定的事物或属性联系起来,对事物进行比类、象征、推理和论证的程式。这两种思维模式相互联系、相互渗透,共同形成了象数思维。这种思维方式通过取象和运数的方法,以阴阳为核心、五行为基础,利用象与数之间辩证统一的关系,对世间万物的演变规律进行推演,尤其对中医学理论的产生和发展及中医临床实践都发挥了重要的作用。然而,自王树人和喻柏林的《论象与象思维》发表以来,学界对象思维、象科学有诸多论述,但对象数中的数重视不足,关于数与数思维的论述很少,或模糊论述,或将其视为象的附属,或忽略其科学内涵。数思维在中医学的运用研究也较少。中医的象思维需要修补,关键在于落实精化和量化的程度;而落实精化和量化的过程,则需要数思维的介入,两者不可偏废,才是中医学特有的象数思维。


同样地,本研究团队在2020年提出的网络象思维可用于指导分析融合多组学中不同分子层次间复杂的相互调节、传递与互动网络数据特性,进而对生物体丰富的象进行定性与定量相结合的细致描绘。网络象具有信息传递快捷性和结构复杂性等特点,在揭示生命现象本质方面有独特优势。然而,随着研究的深入,本团队发现,单纯依赖网络象思维来指导复杂生物体网络研究略显单薄。在此情况下,数思维的引入变得尤为重要,它在量化分析网络亚结构(模块)的组合推演中起到了不可或缺的作用。因此,本团队提出了网络象数思维这一新的研究范式,它结合了网络象思维的直观性和数思维的精确性。在中医学的辨证论治中,通过取象思维构建了“证—病—症—方”这一多层次、多维度、时空的复杂系统网络象,然后,运用数思维对网络进行模块化的分解,精确把握网络象中常与变的规律,据此计算并推衍形成合理的模块组合,用以揭示辨证论治的生物学内涵。


1.2 象数思维中的象与网络象


象作为中国古代文化的核心概念,充分表达了中华民族尚象的思维特点。象有现象、意象、类象3层含义。①现象,指人类直接观察到的自然世界、社会环境以及个体身心状态之种种表现;②意象,指个体通过细致观察,进行的由此及彼的深度意会、联想等思维过程及其结果;③类象,是人通过现象、意象而进行的取象比类的思维活动及其结果。在象的3层含义中,现象乃客观世界的外在呈现,独立于人的感知之外;意象,是人的思维世界,它源于内心,却又超越现实;类象是人的思维世界的产物,更是客观世界在人的心智中投射的镜像,它通常承载着正确的知识,因而具有指导人的实践活动的功能。因此,象涵盖了从形而下之实体性存在至形而上之超越性存在这无边领域的万事万物,既有源自直观感受的感性成分,又蕴含着深入思考的理性要素;它既是客观存在的具体体现,又是事物间错综复杂关系的微妙映射。


系统生物学认为,生物体是由分子、细胞、组织等多层次组成的复杂系统。网络象承袭了象思维的整体、多元、系统、关联等核心特征,它采用定性与定量相结合的方法,揭示了基因组、转录组、代谢组和表型组等不同水平分子之间的复杂网络关系,这反映了观察的分子关系本体间关联的网络现象。同时,网络药理学注重多成分、多靶点、多途径调节网络,强调多靶点联合,通过在高通量组学数据、网络分析、虚拟计算的基础上(人由此及彼的意会、联想等思维活动)来发现网络本身的隐藏、潜在的象,可以视为网络意象。而推断、分析并识别出的各网络关系间的具有相似性结构和功能的子网络,在模块药理学中我们称之为模块,这反映了各层生物学大网络间的网络类象。可以发现,网络象更注重多因素间的相互关系,实现了从元素式的实体本体论走向关系本体论的思维转变,这种关系本体论需要通过具有规律性的运数推演,形成网络意象,获得关键核心模块结构的网络类象,深层次揭示复杂网络内部各层间与层内结构和功能的规律性,实现从个体化向群体化的转换、从客观现实性到虚拟存在性的转变。


1.3 象数思维中数与网络数


数在象数思维中大概有5种含义。①指计数,《说文解字》曰:“数,计也。”即用于计算事物的数量,后来也指测算及运算过程,是事物纵向、横向层次差异和界限的量化表达。②指算术,是计量的方法和由此形成的知识体系。③指技术、方术,与卜筮等预测术有密切的关系。传统文化中的数术、术数多与此相关,医理所言之术数也属于这个范畴,即所谓“法于阴阳,和于术数”。④指气数,即事物内因、外因综合决定的规定性。根据一定规律进行的数运算,其结果具有必然性。天地人3者皆存在这样的必然性,而这种必然性正是数的体现。⑤是上升到哲学范畴的数,其代表自然之理,即事物运动变化的规律和规则。万物由天地而生,其本性也蕴含在数中,这种本性具有必然性。《吕氏春秋·贵当》中提到:“性者万物之本也,不可长,不可短,因其固然而然之,此天地之数也。”数在这里又具有规律、规则的意义,因而和道相通。在古代,数字是通过历法运算得到的,代表着天体运行的规律性和必然性。在哲学中,数字代表自然规律和万物的本源,具有天地的必然性和不可避免性。根植于数学的哲学化数字概念,其本质难以人为控制。例如,在《周易》中,数被用作占卜的工具。柏拉图认为,数,介于感性事物和理念之间。它既不同于感性事物的短暂变化,也不同于理念的唯一性,数具有恒久性和相似性。正因如此,毕达哥拉斯学派坚信数为万物的本原,宇宙万物皆可由数构成,数既是事物的形式因又是质料因。


因此,在象数思维的框架下,网络数具体有4个方面的含义。①所谓“数起于质”,定义为定量测量网络性质的各项指标,包括但不限于用于构建网络的节点、边的数值,衡量网络拓扑性质的度中心性、半局部中心性、接近中心性、介度中心性和特征向量中心性等,以及可整体代表网络特征的矩阵、图、张量等。②是“以术为本,其中有数”的网络术数,即对网络象进行取象(特征提取)分析的技术和工具,如针对网络可视化和网络特征分析的方法和软件。③是网络数系统,各种测量值按特定顺序相互作用,形成特定的模式以表达网络的整体特征。如网络中每个节点代表其独有的功能,并具有独有的网络结构数值,通过特征提取、聚类分析和关键节点识别等方法,可以将具有相同特征的重要节点聚类形成关键模块,这些模块能够代表整个网络关键特征象。④是“因数明理”的网络数理,指的是利用网络数学理论揭示网络模块内外部变化的规律和法则。它利用网络分析技术,从定量的网络数出发,推导出网络数理体系,构建网络象的数理模型,揭示生物或疾病的动态变化及其机制。


1.4 网络象数思维的含义


象数思维是通过直观的图像和符号,以类比的方式洞察世界,构筑统一的宇宙模型。在后组学时代,本研究团队尝试将中国原创的象数思维与现代生物网络分析技术相结合,研究生物分子之间错综复杂的相互作用(即网络象),通过运用取象运数的思维模式,构建网络象数模型,阐释疾病的发病机制和药物的作用机制,进而理解药物和机体的相互作用关系,形成探索阐释复杂生命体系的新思维———网络象数思维。


网络象数思维在原有网络象思维的概念基础上,引入网络数思维的概念方法,不仅在原有网络象思维定性研究基础上加入定量的网络分析技术,最重要的是融合了相关的网络运数思维策略,系统性还原药物与机体相互作用之规律和原理。网络象思维和网络数思维虽同源于对网络的深刻观察,但两者却有不同的侧重点。网络象思维聚焦于从象的层面揭示网络中各研究对象之间的相互联系与影响,而网络数思维则从数的角度,深入探究网络中各研究对象间量的相互关系。用现代的哲学术语来说,网络象思维更侧重于研究网络的质,而网络数思维则专注于网络的量。然而,网络象与网络数之间相互依存,互为补充,共同构成了网络象数思维这一全面的思维模式,其形成与发展,不仅体现了象数思维在现代社会的演进趋势,更是历史发展的必然结果。


02
网络象数思维的基本特征

2.1 象数相倚的辩证统一性


网络象数思维体现了整体与局部、共性与个性、定性与定量的象与数的辩证统一关系。


(1)象与数有差异


邵雍指出,两者的起源不同:“象起于形,数起于质。”两者的功能也不一样:“象也者,尽物之形也;数也者,尽物之体也。”网络象为人所观察和构建的网络关联关系,网络数是网络关联关系间的内在规律性。


(2)网络象与网络数同样体现了象与数的互补性和相互关联


蔡沉说:“然数之与象,若异用也,而本则一;若殊途也,而归则同。不明乎数,不足语象;不明乎象,何足以知数,二者可以相有,不可以相无也。”象与数本质相同但应用各异,彼此依存,密不可分。象具有多元性,需以数量进行度量;数亦有多元性,需以象来区分类别。王夫之也指出:“天下无数外之象,无象外之数。既有象,则得以一之、二之而数之矣。既有数,则得以奇之、偶之而像之矣。是故象数相倚。”他认为,人以象数为工具,运用象而计量数,通过数以奇偶区别象,从而驭繁为简,逐步穷究宇宙万物的变化之妙。类似地,网络药理学通过生物网络平衡来解释药物与人体的相互作用。它利用网络度量表征药物在机体象中的作用,并进行定量网络运算,进而推导出药物与机体之间的相互作用机制。


(3)网络象数思维中共性与个性并存、统一


象数思维和唯物辩证法认为,共性和个性既相互统一又相互矛盾。在药物多成分、多靶点所形成的复杂网络中,通过对个体物象由下而上的个性化测量,获取网络指标数,并运用网络分析方法(网络术数),分析推衍出代表网络间相互关联的共性网络数系统,揭示分子网络的共性与个性。如通过网络对比分析,可以识别不同疾病共有的和独有的靶点,揭示疾病之间的内在关联。中药组分黄芩苷、栀子苷、胆酸等治疗缺血性中风的网络象在基因、网络、模块等多个层面上均展现出共性与个性的特征。同样,丹红注射液治疗冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)血瘀证的相同疗效人群,其网络象也存在共性与个性,如图1所示,1a显示了不同冠心病血瘀证患者的网络象(每个点代表基因,相同颜色的基因代表同一个模块);1b展示了不同患者的网络象共性和个性的特征,1c显示了相同基因在不同患者中的表达变化(曲线丰度的变化)。由此可以看出,即使在相同疗效的情况下,不同患者的模块及基因表达也存在明显的共性与个性差异。网络象数共性和个性的研究也为中医异病同治和同病异治的研究开拓了新的视角。



(4)网络药理学研究认识过程中既要运用象,也要运用数


数与象虽然有差别,但两者在运用中却呈现出不可或缺的统一性。正如王夫之所言:“象自上昭,数由下积。夫象数一成,咸备于两间,上下无时也,昭积无渐也。自然者无所谓顺逆也。而因已然以观自然,则有乎象;期必然以符自然,则存乎数。”模块药理学用网络象来描述药物的整体生物效应,同时,通过网络数来描述局部网络特征、节点及其相互关系。象和数都需要,因为它们都能提供独特的见解。象提供了宏观的整体视角,而数则侧重于微观的细节分析。单独依赖其中之一将导致对网络及其变化的片面理解。因此,只有网络象与数的紧密结合,才能完整地认识网络及其动态变化。


2.2 多维层次性与序列性


象数思维的象数涉及一个分层、有序的过程。具体体现为:①象的层次性。象被视为一个多维度、多层次的复杂形象体系,既包括外部的、客观的形象,也涵盖内部的、感官的形象,通过一系列的联想与转换过程,又衍生出新的形象和意义。②数的序列性。每个数字都与它所象征的物质存在内在的联系和相似性。例如,数字一通常象征天或天地之生成,数字二则往往代表地或火的生成,数字三则寓意着人或木生之数,以此类推。通过将这些数字所代表的思维对象进行有序的排列和组合,构成有机的序列系统,以便从整体上进行思考与分析。


网络象数思维同样具有多维层次性和序列性特征。当我们采用模块药理学分析药物的复杂作用机制时,其中所呈现出的网络象不仅包含了不同分子水平的层次划分,还涵盖了网络拓扑结构的差异性。基于这种层次性特征,模块药理学进一步运用网络数思维,实现了对网络的降维处理(即模块划分),并成功识别出核心模块或核心节点。通过对这些核心元素按照数的规律进行排列组合,能够更准确地表征病证的标志或方药配伍,更好地阐释中医的科学内涵。例如,在寒热证生物分子网络中,研究者识别了不同类型的关键节点,作为寒证、热证的分子标志。


网络象数思维的这种层次性和序列性也体现在对网络模块性的研究上。模块性是生物网络分布的一个重要特性,它是具有功能相似性、拓扑结构连接相对紧密的节点组合。在疾病网络中,通过网络数思维的序列性,识别具有相似功能、类似拓扑学结构参数的不同基因组合,形成不同层次的模块(如拓扑模块、功能模块)。这些基于关联性形成的模块组合,体现了疾病发生和转归的关键机制。此外,在生物网络中,删除单个节点对疾病网络的影响几乎为零,因此,应寻求多个节点组合的网络模块作为药物作用的靶标。证候生物分子网络的模块与特定证候表型存在着密切关联,与单一生物分子相比,模块更能表现出不同证候特点。模块药理学提出从模块化的角度,揭示疾病、药物和作用靶点之间的复杂关系,通过药物干预的“模块组合打靶”策略,实现对网络的精准调节。


2.3 自组织性与整体涌现性


“下生者其本立,积之再三者其本盛……故曰‘天地絪缊,万物化醇’”(《周易外传》),象数思维认为,事物始于底层规则的萌芽(“本立”),即当内部积累达到一定的临界状态(“盛”)时,事物方能最终实现其生成。这一过程乃物质与能量的自组织演化,渐“化”而“醇”,终至整体涌现。事物涌现的动因既可源自外部亦可源自内部,而决定事物本质特性的核心在于其内部累积至盛的自组织机制。这种自组织性源于数的秩序性,而整体涌现性则归因于“天下万物生于有,有生于无”的原发创生之太虚原象。


人体作为一个开放的复杂系统,其内部由分子节点构成的生物网络,展现出自组织的特性,这一过程可以描绘为从健康至疾病的非线性动态转变。为了生存和发展,复杂系统在适应环境中,始终受到底层规则(数)引导,最终形态呈现出殊途百虑的不确定性,并以累积至临界的涌现方式出现。这一思维运行过程本质上体现了复杂系统的自组织性。中医辨证论治采用了立象取意与运数比类的象数思维模式,立象即是对病情客观涌现的捕捉,经过主体的取意而形成意象。在以象为素、以素为候、以候为证的辨识过程中,形成对疾病人群“内实外虚、动态时空、多维界面”的涌现认识。进一步,从网络象数思维来研究复方干预下的中医证候的多靶点网络模块系统,可以通过刻画证候系统中多靶点模块通过自组织、自适应和自稳态的系统动态演化,以累积至临界的涌现方式,最终实现功能和应力的相对平衡。


2.4 “生生之易”的功能动态性


“生生之谓易”(《周易·系辞上》),易之象,其本质在于流动与转化,即“生生”之体现。西方是通过概念思维抽象定形,我国则采用象数思维、取象去形。西方在思维过程中,倾向于从具体事物中抽离出变化不居之象,进而形成符合概念规定的形,并基于纯粹形式构建推理法则与形式逻辑。而我国则倾向于从个别事物中去除固定的形,转而把握其整体流变的象,以无形之象为基础,形成推演之术(即数),形成独特的象数逻辑。因此,象数与形既相对立,又互补。作为一种不断重复、不断传播的模式,象数相较于静态的形式,与功能信息的联系更紧密。


张介宾运用易学中的象数变易观来阐释中医的基本原理,他认为人体脏腑经络的功能遵循五行相生相克的法则运行,形成一个循环不息的过程,而且这种生克关系是相互包容的,形成了各个器官之间的动态平衡。中医的辨证思维遵循以象为素、以素为候、以候为证、据证言病的时空动态原则,这明确体现了象在时空中的动态变化特性。中医药治疗疾病背后的分子生物机制,可经由深入解析对应的分子网络来阐明。药物配伍与证候表现,在分子网络的层面上,都表现为一个在时空流转中变化的象。同时,网络中的基因表达和蛋白质之间的互动关系也是持续变化的。在疾病发生发展的不同阶段,各系统之间的联系和调控方式也会随之发生变化。因此,在药物干预前后,网络中靶点模块结构的变动,应被视为衡量药效作用的关键指标。


2.5 “和合共生”的自我调节性


象数理论具有很强的认识论指向,在古代用以描绘宇宙自然与社会人事演化的模型。此理论强调象数世界与天人世界的和谐对应,即天人合一的“和合共生”理念,此乃其根本特质。“易有太极,是生两仪,两仪生四象,四象生八卦”(《易经·系辞上》)的经典阐述,正是体现了象数思维中和谐对应之美。这种和谐对应、和合共生的状态,源自象数自身的动态演化及与外部环境、机体内部的自我适应、自我调节。在中医药治疗中,《素问·至真要大论篇》所述“谨察阴阳所在而调之,以平为期”的宗旨,即是通过药物的阴阳属性来调和人体的阴阳失衡,从而恢复健康状态。在健康与疾病状态下,人体所呈现在外的象有阴阳之偏,药物也有寒凉之性,以药物的偏性调节人体病象的偏性,最终使人体达到阴平阳秘的平衡状态,这是中医药治疗的基本原则。有趣的是,网络药理学对疾病的认识与这一理念不谋而合。网络的可调节性为药物治疗下恢复人体复杂网络平衡的基础;药物作用下的证候转归与演变,正是体现了机体网络可调节性。例如,不同剂量的丹红注射液对脑缺血再灌注的疾病网络干预后,网络分子靶点及其模块发生了变化(网络象),通过比较不同剂量组间网络分子靶点相互之间作用(网络数)的调节变化,最终发现了使疾病网络逐渐趋向于阴阳平衡状态的同步模块。这一发现,不仅为疾病治疗提供了新的视角,也进一步验证了网络象数思维在西医学中的实用价值。


03
网络象数思维指导模块药理学开展方证研究的前景

3.1 从实体本体论迈向关系间性论,创新思路揭示方证关联性的复杂调控机制


“一阴一阳之谓道”(《易经·系辞上》),《周易章句》中将其释为“二气相感而成体”“不可执一为定象”,指出世界万物在相互关联中得以存在,而非孤立于某一固定实体。网络象数思维突破传统疾病研究中关注疾病实体的本体论,注重通过“取象运数”的方式,用象表征生物体内多个结构,如分子、细胞、组织、器官等,以及靶点、疾病、表型、药物等多个维度的复杂相互作用网络。这些象作为非实体的存在,即无或无有,具有间性特质。所谓间性是对一切非实体性质或因素的总称,用来指称存在、实体、语词及概念组成之内、之外和之间的时空、变化(过程)和关系等非实体性质、特征及其作用的总和。不同于本体论侧重于对实体的本质规定,试图将万物归为一元原因,间性论则关注实体间位置、关系及变化的可能性,视间性为包容万物的普遍性,连接万物于非一元的世界整体中,避免了本体论的绝对主义和独断论的倾向。本体论的实体是抽象、静止、非时空的,无法表现生命活动;间性论则将事物视为不断生成发展的生命进程。本体论追问实体的意义或定义,而间性论关注事物生长发展的具体状况,并评估调节事物及其间性的协同。总之,间性论从实体之外和之间出发,建构和修养事物的内在性质和生命状态。


以象为素、以素为候、以候为证、据证言病、病证结合、方证相应的中医辨证论治的象数思维,起于观象尽意,通过取象运数,最终达到方证相应。证候的形成与特定生物分子网络密切相关,方证相应的关联性应是宏观网络象与微观象在复杂生物系统层面的结合研究,取象运数比类,从间性出发,不仅考虑单一分子因素,更要注重复杂生物系统各层级分子网络靶标间的相互关系,搭建方剂、证候对应的桥梁,实现从单靶点模式的实体本体论,到多靶点的关系本体论,最终向关系间性论转变。通过比较分析寒证组方清络饮、热证组方温络饮的适宜人群的分子网络特征,可以很好地解析寒证、热证的分子内涵,揭示了方证相应的机制。因此,在网络象数思维指导下,能够更为深入地理解并掌握复方药理分子网络的特征,为方证相应研究提供了新思路。


3.2 有利于方剂多靶点、多环节作用机制的现代表达


方剂的优势在于其融合了不同化合物、组分及中药配伍形式,实现对机体的多靶点作用,并可发挥增效减毒作用。然而,由于方剂组分种类繁多,与靶点间的相互作用错综复杂,解读多组分和多靶点间的相关性面临巨大挑战。网络药理学整合方剂多成分、多靶点、多途径作用机制,为阐析方剂多靶点协同工作提供新策略。但由于该网络具有多维度,多组学和大数据等特点,网络节点中存在着多种组分的有机组合及疾病中多个相关靶点之间错综复杂的联系,如何分析方剂的作用网络,高效表达方剂的多靶点作用关系,目前尚存在一定的难度。


基于网络象数思维的关联性、层次性、序列性、自组织性和整体涌现性等特征,本团队前期提出的模块分析策略,为探究方剂在治疗复杂疾病中的药理作用机制提供了新的研究范式。模块识别方法将系统科学与信息论结合起来,利用生物信息学手段对方剂中各组成成分进行结构-功能关系辨识。从结构角度看,模块识别技术将疾病和药物的靶标网络划分为更适宜分析的小尺度单元;从功能角度看,不同的模块在复杂疾病病理及药物多目标效应中展现了各自独特的生物学效应;从系统动力学角度来看,这些具有特定生物活性的“药-证”模型实际上是由多个相互关联的子模块构成的复合结构体。同时,各模块间并非孤立存在,它们之间存在着不同程度的相互作用与影响。基于上述理论基础,本团队提出一个涵盖多个分子层面、结构层次和信息表达层等多维度的“三维”分析框架,以揭示复杂疾病中各物质间的动态关联及不同功能模块对整体药效的贡献。这种分析方法有效阐释了多组分与多靶点作用模式,与中药复方在治疗复杂疾病方面的独特作用高度契合。方剂通过多种成分(药物模块)到达病变的目标部位(疾病模块),同时控制多个病理变化路径(药物模块与疾病模块的匹配),发挥不同中药成分的协同作用,从而全面抑制疾病的发展。如研究者发现丹红注射液干预慢性稳定型心绞痛血瘀证患者时,通过靶向不同的治疗模块,控制多条病理变化途径,有效控制了疾病的发展。因此,网络象数思维在复方靶点模块层面的深入解析,为揭示多组分多靶点的中药药理作用机制提供了新的视角与策略。


3.3 有利于方剂优化与设计,创新复方新药研发模式


方剂配伍作为中医药应用的核心,蕴含深厚的中医学理念与科学价值。明确方剂的配伍原则,优化配方并开发新型复方药物,是中医药现代化进程中的关键挑战。目前的方剂配伍研究方法,如拆方、药对、药性、药代动力学和指纹图谱等,并没有很好地契合中医学理论。通过整合多组学的生物大数据,并运用网络药理学来描述方剂的多成分、多靶点和多途径的作用机制,揭示其药效应答的动力学规律,为中药复方新药研发提供有效的药物靶标。但是,在系统和网络的层面上探索中药复方新药时,需解决中药与多组学数据间的多维关联、中药成分与靶标间的联系、靶标网络的解构和非线性变化定量研究及其与药效间的联系等核心科学问题。在网络象数思维的引导下,构建中药复方靶点模块分析体系,涵盖网络解构、模块划分、核心模块识别及模块结构变化定量评价等多个方面。根据中药作用多靶点网络在系统层面的相互作用关系进行因果推断,有助于揭示方剂配伍的规律与作用机制的科学内涵。为此,本团队提出了一种基于模块药理学的方剂组学研究方法,涵盖多个靶点、通路、网络和模块的垂直、水平、聚集、网络动态转换等配伍模式,为复方中药新药研发提供新思路。


04
小 结

当今,我们正身处于全球各种文明之间的巨大碰撞、深刻变革和深度融合的历史洪流中。在世界各种文化中,唯中西文化具有完整的互斥互补关系,恰成太极之两仪。自20世纪开始,西方的文化哲学和科学哲学,包括数学和科学,都经历了明显的转变。许多西方知名学者对中国古代的哲学和科学研究的兴趣,甚至超越了当代中国学者和科学家。这一趋势为中西文化的交流、交融,以及中国文化和科学的自主创新,提供了前所未有的历史机遇。从人类当前与长远发展的视角审视,我们亟需回溯本源,搭建中西文化交流与融合的桥梁,承继先人的智慧,并勇于开拓未来的新路径,这是中国学者义不容辞的历史使命。在科学和科学哲学的研究中,我们应该摒弃西方中心主义和科学的单一视角,深入挖掘对象数思维的内涵,并从中国的文化中寻找创新的源泉。基于和合之美的间性论视角,我们运用象数算法和象数逻辑,全面掌握了网络象数思维的各种特性,如整体性、关联性、辨证统一、层次性、序列性、动态性和模块性等。这不仅突破了西方还原论和形式逻辑的局限,更激发了创新活力,推动了从实体本体到关系间性、从个体到群体、从客观现实到虚拟存在的思维转变的深入研究。这将有助于突出原创思维在中医药现代研究中的领导作用,推动向统一的新医药学迈进。


参考文献:略。



中药复方网络药理学
网络药理学是基于系统生物学理论,对生物系统的网络分析,选取特定信号节点进行多靶点药物分子设计的新学科,在中药方剂有效成分发现,药理作用机制阐释,药物作用重定位等诸多方面皆有成熟应用。近年来,随着生物信息学技术和网络药理学方法相融合,联合实验验证成为中药复方机制研究中的重要方式之一,在中文核心期刊、SCI论文发表方面获得了较高认可。那么,作为没有生物信息学分析基础和网络药理学基础的初学者,是否可以化繁为简,在掌握基本原理的基础上,快速形成一套简便、易行,且适合自己工作和科研要求的网络药理学思路,从而摸索出一条快速、简洁的网络药理学应用方法呢?

点击文章了解详细:《中药复方网络药理学保姆级教学》


温馨提示

最近不少读者朋友来问,你们是不更新了吗?为什么看不到最新发布的内容了?其实,我们仍然每天都在推送内容,但由于公众号平台更改了推送机制,推文不再按照时间线显示,导致有些读者无法在第一时间看到我们公众号推送的内容。


如果大家觉得我们的内容还不错,还想每天看到更多中医传承的相关信息,就请大家动动手:

1.将“传承发展平台”公众号设为星标⭐
2.看完每篇文章,记得在文末右下角给我点下“在看
3.多看看我们的历史文章,更欢迎您的留言互动


[本文来源:《北京中医药大学学报》2024年10月第47卷第10期,由传承发展平台(TCMISS2014)编校发表,文章仅代表作者个人观点]


联系方式:xinyaosheji@163.com

电话:13611387581

管理员微信号:TCMISSvip


▼▼▼点击阅读原文报名科研论文与SCI写作培训

传承发展平台
中医药传承发展平台
 最新文章