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燕赵中医

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转帖:网络象思维特征与前景分析

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发表于 2025-3-2 18:03:45 | 显示全部楼层 |阅读模式

) }/ J. P: Q% N. L& g+ b·理论研究·) m' |3 w$ R1 A8 C& G* i8 e7 D
网络象思维特征与前景分析*. K3 N2 ^% X7 ^8 i6 ]" H' x2 ~- B4 {
李兵1,2 王永炎1# 王忠1
1 L+ ]3 f8 W. m! B( Q李兵,男,博士,副研究员; K9 G- d6 c& t2 e% o
# 通信作者: 王永炎,男,教授,主任医师,中国工程院院士,中央文史研究馆馆员,E-mail: wangyongyan@ sina. cn: J+ x6 R$ I2 L$ n
* 国家重大新药创制项目( No. 2017ZX09031059) ,国家自然科学基金项目( No. 81803966)
( Y) B+ ]! n8 D4 k. v( 1 中国中医科学院中医临床基础医学研究所 北京 100700; 2 中国中医科学院中医药信息研究所)
; ?4 \( f  b4 I) r# n7 v. _摘要: 整体、关联、系统、多元的网络象思维是象思维现代发展的客观趋势和历史必然,提出网络象概念以促进中医药网络药理的深化研究明确网络象研究实现了由实体本体向关系本体由个体思维向群体思维由客观现实性向虚拟存在性的思维转变进一步分析了网络象所具有的整体性和关联性层次性去中心性分布模块性动态性共性与个性的存在性可调节性等思维特征网络象思维指导下的网络药理研究将在方剂多靶点作用的表达方剂优化与设计方证关联性研究等方面具有广阔的研究前景将有利于彰显原创思维在中医药现代研究中的引领作用" H" Z( g" m. j7 T9 T  C& S# N
关键词: 象思维; 网络药理学; 网络象; 系统研究; 生物网络
4 \1 G% L! a. i( t2 Bdoi: 10. 3969 /j. issn. 1006-2157. 2020. 07. 004
5 M; g0 R* s. n5 E中图分类号: R2 - 03
8 |' O+ T  a- A1 ?. Z0 T
9 q5 Z2 t  ^' x8 j$ z# N5 r* H548
. b/ Q0 `8 ]' G1 B北京中医药大学学报) R0 K8 s# B6 R1 {$ W! n2 o3 e. M+ N/ \
Journal of Beijing University of Traditional Chinese Medicine& f& w. a7 d' W4 e5 I9 [
第 43 卷第 7 期 2020 年 7 月7 r0 M% _3 o2 s
Vol. 43 Iss. 7 Jul. 2020宇宙生命通过众多的个体生命的冲动来实现,这样既造成了各个个体生命之间的冲突又造成了它们之间的适应最后形成了整个宇宙生命的各个个体之间的互补与和谐的趋向1在还原论向系统论转换的大科学背景下网络药理学融合网络生物学系统生物学生物信息学等多学科方法从宏观与微观的多维度多途径多靶点生物网络角度系9 Z$ S& a& a$ T& o9 n6 r) \) ~& J
统解析药物与机体的相互作用关系,从整体水平认识生命活动与药物治疗机制象思维是贯穿于中国传统自然和人文科学的基本思维是通过观物取象取 象 比 类 立 象 尽 意 循意悟道的思维过2 - 3中医药理论是在象思维指导下对自然的观察和体悟中构建的4注重从宏观系统水平上认知人体健康疾病及其与药物的关把握对象世界的特征功能属性普遍联系乃至本原规律如运用象思维将脏腑经络的生理之象舌脉证候的病理之象药性组方的药理之象理法辨证的诊疗之象通过天人合一阴阳五行气血经络相
, R" i$ N% x. @% w互关联来认识生命与疾病诊疗。法象药理是传统中药药理的主流认为药物的功用是由其形所生之地所成之时等自然特征决定的根据药物的象数推理药物的效用5
1 |$ Z8 S% ?1 m( S. ]/ v: U网络象是在传承整体、多元、系统、关联等象思维特征的基础上融合基因组转录组蛋白组代谢表型组等不同水平分子之间相互调控传导用的网络数据特征来描绘机体丰富多彩之一种定性与定量相结合的方法网络象思维是传统象思维与现代生物网络分析的有机结合是以网络象为思维对象来探索阐释复杂生命体系的新思维" ~2 I2 s5 k7 k* @1 U  j
网络象思维形成与发展是象思维现代发展的客观趋势和历史必然其整体多元系统关联等象思维特征已广泛体现在中药作用机制方剂配伍证候生物中药毒理复方新药研发等研究中63 x! D9 f3 M8 k6 J4 F. {$ b- Z
1 网络象的三个思维转变$ H( ~+ N" v4 O+ w" G/ L2 u+ z
1. 1 实体本体向关系本体转变( X- P1 b- \' U6 ?8 j" t
《易经·系辞上》提出“一阴一阳之谓道”,西汉京房周易章句中将其释为二气相感而成体”“可执一为定象指出了世界万物是在相互关联中存在的而非单一实体的定象”。象思维注重取象立意表征实体间的关系相对于实体本体象思维更关注关系本体论7中医学关联天人三才之形成以气 阴阳 五行学说为整体论的关系本体五行既代表木5 种实体又以五行属性表征实体间的生克制化关系系统生物学认为生物体是包含分子细胞器官多个层次和靶点疾病表型药物等多个维度的复杂相互作用系统而各节点间相互作用形成的网络正是其最基本的关系实体网络象不只考虑单一因素更要注重多因素间的相互关系实现了从元素式的实体本体论”“在场的本体论”“建构论的本体论”“神学本体论走向关系本体论6 G& w3 v: E" A; H
1. 2 个体思维向群体思维转变$ O' \! \( C) ~% S1 _- \
面对单靶点疾病治疗和药物研发策略的瓶颈,网络药理学注重多成分多靶点多途径调节网络平衡与扰动强调多靶点联合干预复杂疾病揭示药物多成分多靶点的系统作用比单个或分散的靶点作用更为重要人体是一个复杂巨系统不同的人体及其健康与疾病状态均可体现为多组学因素相互联系而成的网络象应透视和还原药物作用的网络象变化探寻其规律从个体化诊疗经验上升到群体化的转化医学象思维就是人通过观象获得直接经并通过归类象征体悟推演等方法从这些个体经验中发现普适规律中医学通过取象比类来认识人体如通过天有四时推演人有四肢天有五音推演人有五脏天有六律推演人有六腑从而建立富含原创思维的藏象理论网络象的研究同样要实现从个体向群体思维的转变发现其中内在的共性规律通过网络模块靶点的结构可变性实现治疗个体化向群体化的转换8
- z$ F+ x) m2 v. X8 r; B6 a1. 3 客观现实性到虚拟存在性转变
1 v9 b( S8 v9 @; C6 h, c( `: |% _中国传统哲学赋予了事物本质“存在”的非实体属性正如道德经中所言道之为物惟恍惟惚兮恍兮其中有象”、“天下万物生于有有生于无将本原上的归纳为恍惚”“即虚拟的存在性象思维之原象不是西方形而上学之实体而是太虚之象是老子所说的大象无形无物之象而其并非真空乃是有生于无原发创生之象2中医学利用有诸内必形于诸的意象思维建立人体藏象经络病机模型同形相趋同气相求的药类法象理论推论方药功效张志聪称其为用药法象9而这种法象关系并非客观现实而是虚拟存在网络药理建立在高通量组学数据网络分析虚拟计算的基础上来发现网络本身的隐藏潜在信息对中药的网络靶标筛选成分 靶点关系预测方证关系的分析都很难通过单纯的实体节点及其关系挖掘出其深层次的理论实质和科学内涵因此网络象的研究应该注重从客观现实性到虚拟存在性的转变0 `  ~4 Q5 o5 Q$ a2 c
7 n* f+ ?0 r1 o6 C3 K' L

$ s) |/ C% u1 j  O( N/ Y( h. V3 _: j6 r
2 网络象的特征3 j. G8 ]$ M- r1 [5 ^+ u
2. 1 整体性和关联性
) n1 c1 M3 e5 z2 d3 r9 e象思维不仅对单独存在的物象作整体性的把而且将这一整体中的不同个体事物通过取象比类关联起来主导着中医学对天地自然之象脏腑经络之象气血舌脉之象的理论构建素问·六节藏象论篇肝者罢极之本魂之居也其华在其充在筋以生血气其色苍此为阳中之少阳通于春气将脏腑肢节气血功能神志表象内外环境关联于一体传统单靶点的药物研究策略忽略了机体的整体性和靶点的关联性而网络药理学则从生物网络平衡的整体观视角阐释药物与机体的相互作用将细胞组织器官和整体水平上的 DNAmiRNAmRNA蛋白及分子代谢物网络表征为药物作用于机体的整体性和关联性仍是其最基本特征
. P* |0 e- n& h9 o. G; K2. 2 层次性
: t8 g7 i( {8 M2 E# M8 d1 Q% j“象”具有层次性,“易有太极,是生两仪,两仪生四象四象生八卦有从宏观与微观物质与功能原象与具象的不同层次划分也有物象意象的不同深度的认知网络药理学利用网络分析药物复杂作用机制其所展现的网络象同样具有层次性特征既有从 DNARNAmiRNA蛋白等不同分子水平的分层亦有网络拓扑结构中度介数桥接中心性模块性等的层次差异基于网络象的层次性特征能够对网络进行降维或核心节点的识别进而表征病证的标志或方药的君使更好地阐释中医药科学内涵如有研究发现寒热证生物分子网络的功能主要依赖于一些关键节并将这些关键节点作为寒证热 证 的 分 子标志10: d. Y2 I, E& n* `
2. 3 去中心分布性
8 z9 v8 R$ U9 C5 b5 ]' o' x$ Q# ~人体是一个开放复杂巨系统,系统中诸多层次的分子节点之间相互关系构成生物网络其中的节点具有自组织的分布特征健康态与疾病态之间的衍变是非线性动力学过程当前互联网领域新兴的区块链技术中众多节点的分布具有自组织与去中心性的特点在去中心化的系统中任一节点皆可成为中心象思维运行过程本质上体现了复杂系统的自组织过程11中医证候系统的多靶点模块数据呈现有分布式特点可以通过自组织自适应和自稳态达到功能和应力相对平衡的状态12复方的网络药理学主要是机体自组织网络的调节在网络象的层面药物成分靶点到多组学数据的节点同样具有区块化去中心无尺度性分布特点2 b" [9 ^0 \9 X. ]
2. 4 模块性1 o0 C! I* O2 L, J
与象思维的路径一致,网络药理将人体各种分子及其相互作用关系加以抽象即组成网络的节点和边形成机体多层次多维度的复杂网络模块性是生物网络分布的一个重要特性功能相似的节点通常形成紧密连接的拓扑结构执行特定的生物学功能这一紧密连接的功能集团即模块13疾病网络中相关的基因通常聚集为疾病模块与网络的拓扑模块功能模块紧密相关被认为是疾病发生和转归的机制14对生物网络的调节中删除单个节点对疾病网络几乎没有影响因此应寻求多靶点的功能模块作为作用靶标15证候生物分子网络的模块性与特定证候表型密切关联比单一生物分子更能鉴别不同证候特点16模 块 药 理 学 ( ModularPharmacology) 提出从模块化的角度揭示复杂疾病药物和靶点之间的关系通过药物干预的模块打实现网络平衡调节17
) c3 }' p+ \. ]! M- _- o2. 5 动态性# J3 ]7 N+ m. E, m  X
“象思维”认识“道”的宇宙观是在象的流动与转化中体悟的18从春生夏长秋收冬藏的四时之到人的整体的生命活动所表现出的都是动态变化的中医学用的运动表示机体的动态功能属性之如藏象的阴阳表里病候的寒热虚实药性的升降沉浮皆是动态的功能之”。医辨证思维是以象为素以素为候以候为证证言病的动态时空19动态流转的具体体分子网络所表征的无论是方药还是证候都是动态时空流转的网络而网络节点中基因的表达蛋白相互作用关系的变化都是动态的药物7 p7 i" A* P& A5 M! x7 o
干预前后网络中靶点模块的结构变化应该是反映药效作用的重要方面20网络药理研究需要更多地从网络象的动态性变化角度去发掘中医药的作用机理: A7 y/ r, o9 u$ c5 B* X
2. 6 共性与个性的存在性
, T; x. a& U& ]  ]% Y. v在取象比类的象思维下,只有个体的物象、意抽象具有共性才能够进行比类共性之象反映事物个性之象的内在联系唯物辩证法认为共性和个性是矛盾普遍性和特殊性的对立统一中医辨证论治过程中既有对舌症状的共性之象的归纳也有对时间地域禀赋等个性之象的三因制宜物多成分多靶点关联所展现的网络象也必然具有共性与个性的存在性通过分子网络的对比分析能够发现不同疾病的共有和特异的网络靶点从而揭示疾病间的关联21中药组分黄芩苷栀子苷酸等治疗脑缺血中风的网络象在差异基因通路; N0 B2 }  F4 y  o/ H" H6 y
络、模块等多个层次上存在共性与个性[22]。网络象的共性和个性分析也为中医同病异治异病同治的研究打开新视角$ U$ j; f$ K" @% o' a' f- w7 T
2. 7 可调节性
8 Z( A) j: H! _' ]& ~7 o《素问·至真要大论篇》言“谨察阴阳所在而调以平为期体现了中医药治疗疾病的宗旨和目健康和疾病人体这一复杂巨系统整体表现在外病象有阴阳之偏而药物有温凉之性中药治疗的原则即以药物的偏性调节人体的偏性最终达到阴平阳秘的健康状态网络药理学对疾病机制的认识与这一理念不谋而合对于网络扰动的病理或疾病状态药物治疗能够重建网络平衡的基础在于网络的可调节性药物作用下证候的转归和演变也是机体网络可调节性的体现不同剂量的丹红注射液对脑缺血网络干预后产生网络分子靶点及其模块的变化并逐渐趋向于阴阳平衡的状态23; B/ K$ |" G- X2 _- F3 w
3 意义与前景分析
! y% N  @3 Y6 Z3. 1 有利于方剂多靶点、多环节作用的现代表达方剂的优势在于整合不同化合物组分中药的不同配伍形式作用于人体多靶点而产生增效减毒效应组方内成分多样与靶点的相互作用复杂释多组分与多靶点的相关性存在极大挑战网络药理学整合多组学数据来表征方剂的多成分多靶点多途径的作用机制为方剂多靶点协同作用的阐析提供了新的策略然而由于网络的多维度多组大数据特点网络节点存在多种成分的有机组合与疾病多种相关靶点间的复杂关系如何解析方剂作用网络并有效地表达其多靶点作用关系仍存在困利用网络象思维的关联性层次性模块性中心性将为方剂多靶点作用的表达发现多靶点作用靶标等提供新的视角0 s  G; T% x- t# {3 X& d) j
3. 2 有利于奠基方剂优化与设计的科学内涵
$ Z; i: ~, m- w6 k配伍是方剂应用的核心,蕴含着丰富的中医理论和深刻的科学内涵阐明方剂配伍规律进而优化方剂处方设计复方新药是中医药现代化研究的重要挑战现有基于拆方药对药性药代动力学及指纹图谱等方剂配伍的研究方法并不能很好地契合中医理论以象思维为指导根据中药作用的多靶点网络在系统水平上的叠加协同调节等多维度相互作用关系进行中药靶点关系与药效的因果推断将有助于揭示方剂配伍规律及作用机制的科学内创新复方中药新药发现策略笔者据此提出的方剂组学研究模式从多靶点通路和网络的不* V2 E' [& q# Y  G2 U& }& i  C
同层次提出了垂直、水平、聚集、网络动态转换等多样化的配伍模式24
$ f) v1 G/ F+ }+ F# N+ b3. 3 有利于揭示方证关联性的复杂机制# M( e  Y! B# J
以超越主客二元的象思维认识中医辨证诊疗路以象为素以素为候以候为证据证言病病症结合方证相应起于观象尽意而最终要达到方证相应在方证相应理论的历史发展源流中象思维一直是根本和核心25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在复杂生物系统层面上的宏观象与微观象的结合研通过分子网络靶标搭建方剂证候对应的桥梁( `& j1 t* B# o0 M9 a$ x7 r% ]
寒、热证候的网络研究发现寒证组方清络饮、热证组方温 络 饮 能 够 很 好 地 表 征 出方 证 相 应的 机10掌握药理的网络象思维特征启迪了方证相应研究的新思路) v6 H) {! p" F9 ]
中药多成分、多靶点与系统调节的特点同时也为其药理机制和疗效评价带来困难尤其是针对数量众多的中药及其方剂大规模的临床循证评价尚不具备条件如何发掘方药的药理机制及临床价值是一个巨大的挑战在网络象思维指导下整合多组学数据关联成分 靶点 疾病 证候 表型用数学统计及网络分析方法进行方剂临床结局与多发展脉络和趋势有巨大的价值和意义单凭纯逻辑形式的思维既不能洞穿万物本质也无法揭示进化的完整意义实际上我们的确发现没有哪种思维模式能够精准地分析生命包括单一性多重性机械式因果关系智能终局论等27越来越多的研究表明宇宙是一个不可分离的各个部分深刻地内在联系的整体围绕这种原始状态的涨落它具有趋向于原始平衡态的内在趋势逻辑思维与意象思维历史源流和使命迥异然功效互补在微观与宏观两极上超弦与引力波类脑与黑洞大一统理论与大数据技术等现代研究成果的基础上不同思维在时空不同维度上极限涨落的过程中必然隐含着阴阳转化的禅机和契合点网络象的深入研究将带给我们一个有望促进逻辑思维与意象思维契合的历史机遇
, U0 q# F& x! {7 S0 Z总之,在东西方文化交融、高概念、“以人为本”8 Y# I0 |4 @, n; J" r" B
的新时代,医学研究走向还原论与系统论整合、概念思维与象思维融合生命科学与人文科学互动充分把握整体关联动态层次性模块性等网络象思维特征促进由实体本体向关系本体个体向群体观现实向虚拟存在的思维转变的深入研究将有利于彰显原创思维在中医药现代研究中的引领作用迈向统一的新医药学9 s8 P) @9 c/ o! @: n0 v
551
& A3 o" i" m0 j! f第 7 期 李兵等 网络象思维特征与前景分析: p2 S, k" A  t; h. B
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