大數(shù)據(jù)背景下的中藥現(xiàn)代化

夏于芬,梁光平

(1.貴陽中醫(yī)學(xué)院 第二附屬醫(yī)院 藥學(xué)部,貴州 貴陽 550003； 2.暨南大學(xué) 中藥及天然藥物研究所,廣東 廣州 510632)

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大數(shù)據(jù)背景下的中藥現(xiàn)代化

夏于芬1,梁光平2*

(1.貴陽中醫(yī)學(xué)院 第二附屬醫(yī)院 藥學(xué)部,貴州 貴陽 550003； 2.暨南大學(xué) 中藥及天然藥物研究所,廣東 廣州 510632)

中藥作為我國獨具特色和優(yōu)勢的傳統(tǒng)文化，目前正處于發(fā)展的十字路口，它置身于現(xiàn)代化與國際化的熱潮中，面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，中藥開發(fā)也迎來了自己的大數(shù)據(jù)時代。簡述了大數(shù)據(jù)的概念和特點，分析了在大數(shù)據(jù)背景下中藥現(xiàn)代化面臨的問題，提出建立中藥資源-療效數(shù)據(jù)庫的設(shè)想，以期為現(xiàn)代中藥的開發(fā)提供參考。

中藥現(xiàn)代化;大數(shù)據(jù);中藥資源-療效數(shù)據(jù)庫;中藥開發(fā)

隨著生命科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新藥研發(fā)水平不斷提高，使得人類治病用藥發(fā)生了重大變化，而這些變化使得醫(yī)和藥等相關(guān)個體之間的關(guān)系更加密切，逐步形成了不同層面上的整體，由此而累積了大量的研究成果。大數(shù)據(jù)時代的到來，如何更好地利用好這些資源，更有效地開發(fā)出高效低毒的現(xiàn)代中藥成為值得深思的問題。筆者有一管之見僅供探討。

1 大數(shù)據(jù)概述

什么是“大數(shù)據(jù)”？國際數(shù)據(jù)公司(IDC)給出了技術(shù)定義：即通過高速捕捉、發(fā)現(xiàn)或分析，從大容量數(shù)據(jù)中獲取價值的一種新的技術(shù)架構(gòu)。并從 4V 角度(Volume 容量、Variety多樣性、Velocity 速率、Value 價值)概括出其與“小數(shù)據(jù)”的區(qū)別，即容量大、類型多、處理速率快、價值密度低。2008 年 9 月《Nature》出版了一個?？?，針對性地討論了大數(shù)據(jù)存儲、管理和分析等問題，昭示著大數(shù)據(jù)時代的到來，而2015年5月下旬在貴州貴陽召開的數(shù)博會更是將大數(shù)據(jù)的發(fā)展提升到了一個新的階段。

大數(shù)據(jù)(Big Data)技術(shù)的興起，提供了一種新的看待世界的方法，不再完全依賴于隨機采樣，不再熱衷于追求精確度，不再熱衷于尋找因果關(guān)系，通過大數(shù)據(jù)，分析挖掘出小數(shù)據(jù)無法提取的有價值信息，服務(wù)于經(jīng)濟社會發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)被稱為引領(lǐng)未來繁榮的三大技術(shù)變革之一[1]。

2 中藥現(xiàn)代化

中藥現(xiàn)代化是指將傳統(tǒng)中藥的特色和精髓融入現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、現(xiàn)代學(xué)術(shù)思想、現(xiàn)代科學(xué)文化中，按照國際認可的GMP、GCP、GLP等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對中藥進行研發(fā)、生產(chǎn)和管理，并適應(yīng)當(dāng)今社會發(fā)展需求[2]。但中藥現(xiàn)代化是一個復(fù)雜而又艱巨的系統(tǒng)工程，囊括了許多方面，如中藥理論、實踐應(yīng)用、療效和不良反應(yīng)以及資源持續(xù)利用等問題。

2.1 大數(shù)據(jù)思維與中藥現(xiàn)代化

大數(shù)據(jù)分析是基于所有的數(shù)據(jù)，要求從多層次全方位理解和分析數(shù)據(jù)或現(xiàn)象。中醫(yī)藥理論所講的整體思維和辨證論治，從某種意義上來說，也是辨證唯物主義中分析與綜合、具體問題具體分析思維的體現(xiàn)。對于中藥本身而言，其自身是由各種化學(xué)成分組成的整體。因此，大數(shù)據(jù)的思維和人體組成以及中醫(yī)藥基本理論均有很多相似之處。

在民族藥領(lǐng)域，包括中藥、蒙藥、藏藥、苗藥等在內(nèi)的中國傳統(tǒng)藥學(xué)均具有典型的大數(shù)據(jù)特征。首先，包含大量的數(shù)據(jù)信息。僅中藥領(lǐng)域中具有清熱功效的藥材就有上百種，而這些藥材在各種熱癥的治療中又具有不同的用法和用量，加上由于患者具有個體差異而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，其規(guī)模之大可想而知。其次，數(shù)據(jù)具有復(fù)雜性。我國的傳統(tǒng)藥學(xué)由于使用時間悠久，因而積累了很多關(guān)于用藥治病的實踐經(jīng)驗。經(jīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究也證明了多數(shù)藥材均具有多種不同的藥理活性。如人參[3]除了對人體的應(yīng)激性、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)等有作用外，還具有明顯的降血糖效果，而且還可以對造血系統(tǒng)、肝功能、抗腫瘤、免疫、抗衰老等起到保健作用，且效果十分顯著。此外，在生化檢查、影像診斷或病理切片檢查等方面還囊括了龐大的生物學(xué)信息，由此可見中藥數(shù)據(jù)信息的復(fù)雜性。通過分析靈活運用這些龐大、多類別的數(shù)據(jù)，可以得到讓人意想不到的價值。

2.2 中藥現(xiàn)代化存在的問題

2.2.1 中藥的穩(wěn)定性 中藥的穩(wěn)定性包括藥材品種、生產(chǎn)技術(shù)方面的穩(wěn)定性，而藥材品種的穩(wěn)定性是決定中藥穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。導(dǎo)致其不穩(wěn)定的原因主要在于：①藥用資源分布的廣泛性，且受各個地區(qū)生態(tài)環(huán)境以及土壤質(zhì)地的影響，所培育繁殖的中藥材質(zhì)量存在一定的差異；②由于同名中藥外形相似的品種繁多(如金銀花、石斛等藥材具有多種植物)，在采用中藥入藥時，對其原藥材鑒定不準(zhǔn)確而產(chǎn)生質(zhì)量不穩(wěn)定；③中藥材品種栽培技術(shù)推廣力度不夠，粗放的管理方式，進而出現(xiàn)單產(chǎn)量低、質(zhì)量水平低的情況[4]。

2.2.2 中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ) 目前，對中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)的研究還處于對單味藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究的初級階段，對中藥復(fù)方的研究尚淺。在單味藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究中，又以各種提取分離手段對藥材化學(xué)成分進行逐一鑒定的工作為主，而以有效部位作為研究對象的工作卻很少。但是，對單味藥進行研究也能夠幫助我們找出某種藥物的活性藥效物質(zhì)，為新藥的研發(fā)奠定基礎(chǔ)；由于單一成分是構(gòu)成中藥復(fù)方制劑的物質(zhì)基礎(chǔ)，所以對于單味藥成分的研究也為中藥復(fù)方的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究做好了鋪墊[5]。因此，對于單味藥的研究不能走純化學(xué)的老路，要將中醫(yī)藥基本理論作為前提，結(jié)合化學(xué)、藥理學(xué)為一體，建立一個能夠代表中醫(yī)藥理論下用藥的模型，并根據(jù)該模型反饋的信息來指導(dǎo)單味藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究，利用指紋圖譜等技術(shù)對藥效物質(zhì)基礎(chǔ)進行指認。

2.2.3 分析檢測方法 隨著科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，越來越多的科學(xué)技術(shù)被用于中藥研究。但如何在中醫(yī)藥理論指導(dǎo)下正確選擇使用這些分析測試方法成為一個值得思考的問題。在藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究中，核磁共振技術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)等被作為最常用的手段；在定量檢測中，高效液相色譜、氣相色譜得以廣泛使用。正是因為這些方法，使得中藥的研究工作不自覺地脫離了中醫(yī)藥理論，逐漸靠近西醫(yī)藥研發(fā)模式，久而久之即形成了某些化合物在中藥中含有多少量即可認定該中藥為合格品種，可放心使用的觀念，殊不知這種意識恰恰是忽略了中藥是由多成分組成的一個有機體，其起效的物質(zhì)基礎(chǔ)并不局限于檢測到的成分，還包括這些藥效成分之間的相互作用，這些作用是否對藥效具有增效或者減效，甚至減毒的作用也尚未得到證實。

2.2.4 中藥的安全性 任何事物都具有兩面性，中藥并非絕對安全，近年來中藥毒性案例時有發(fā)生，如馬兜鈴酸事件、千柏鼻炎片事件、牛黃解毒片事件、魚腥草事件、復(fù)方蘆薈膠囊事件等。但由于中藥毒副作用存在一個長期積累過程，在短期內(nèi)不容易表現(xiàn)出其毒副作用，使得中藥安全性評價工作存在一定難度。近年來應(yīng)用各種生物學(xué)手段及平臺進行藥物毒性評價的方法，在一定程度上可以克服傳統(tǒng)毒理學(xué)藥物毒性評價的缺點，同時也節(jié)約了大量的人力、物力和財力。但由于該方法忽略了人體與其他物種之間存在的差異性而存在一定的局限性。因此，尋找能夠確切、快速、靈敏反映外源性化合物對人體毒性作用的評價技術(shù)與模型已成為藥物安全性評價亟待解決的重大問題。

2.2.5 中藥開發(fā)思路 中醫(yī)藥與西醫(yī)藥是兩個不同的藥學(xué)理論體系，它們的發(fā)源不一樣，具有不同的理論指導(dǎo)思想和研究方法。西醫(yī)藥是建立在分析方法上的實驗科學(xué)，只有人類的生產(chǎn)力發(fā)展到一定程度上，才能滿足它發(fā)展的相應(yīng)實驗條件，這種實驗科學(xué)才會誕生[6]，即對病灶進行治療以達到治療目的。而中醫(yī)藥是從形象具體的人轉(zhuǎn)變?yōu)槌橄笏季S，再從抽象思維推導(dǎo)未知具體的一種方式來治療疾病，它遵循的治病原則是辨證論治、整體思維。即人是一個有機整體，機體內(nèi)部器官具有相輔相成的關(guān)系。目前，在中藥的開發(fā)工作中，由于技術(shù)層面的因素，大部分藥學(xué)工作者并未將中藥所包含的理論與實際聯(lián)系起來，對中藥的研究采取西藥的開發(fā)模式進行，違背了中醫(yī)藥本身所具有的特色。

2.3 未來的中藥現(xiàn)代化

2.3.1 建立大數(shù)據(jù)思維的中藥資源-療效數(shù)據(jù)庫 據(jù)第三次全國藥用資源普查可知，我國可供入藥的資源種類達12 772種，其中植物來源11 118種，動物來源1 574種，礦物來源80種。而從2011年開始實施至今的第4次資源普查中得知，截至目前已匯總得到藥用資源的總數(shù)達13 000多種，其中含有蘊藏量信息的藥材為 1 467種[7]，從中藥資源到臨床應(yīng)用等各個方面已經(jīng)累計了大量科研數(shù)據(jù)，但目前并未對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、歸納、總結(jié)。此外，由于環(huán)境的改變，部分可供藥用且蘊藏量較大的資源正瀕臨滅絕，其中不乏部分療效顯著的藥材。但由于資源的枯竭，并未對其物種進行保留，使其不可再生。因此，建立中藥資源-療效數(shù)據(jù)庫顯得格外重要。

中藥資源-療效數(shù)據(jù)庫又稱為中藥資源-療效數(shù)據(jù)體系，即以地域或病癥或研究領(lǐng)域作為分類基準(zhǔn)，收錄相關(guān)藥材信息以及“一藥多用”等數(shù)據(jù)庫，由現(xiàn)有藥材資源的生長及地域性分布特性、物種基因庫及種子庫、藥效物質(zhì)基礎(chǔ)信息、藥理學(xué)研究信息、炮制增效減毒信息、方劑配伍信息、劑型開發(fā)信息、藥代及藥動學(xué)信息、臨床應(yīng)用及其不良反應(yīng)、藥名古今異同及其在方劑中的差異、醫(yī)藥規(guī)范術(shù)語、藥用資源生產(chǎn)消耗量及種類滅絕情況等一系列分類數(shù)據(jù)庫組成，并對這些信息進行整體分類分析及統(tǒng)計，定期更新的一個大型數(shù)據(jù)體系，具有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)全面、時效性強等特征。它不僅對中藥研究的數(shù)據(jù)進行歸納，還對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以便于藥物工作者對信息及時掌握，更充分地利用現(xiàn)有的資源信息，從而更高效地開發(fā)中藥。

目前，該數(shù)據(jù)庫尚未建立，但其中包括的部分內(nèi)容現(xiàn)已開展了相關(guān)工作。如部分省區(qū)的中藥資源數(shù)據(jù)庫、部分專屬藥材數(shù)據(jù)庫、物種基因數(shù)據(jù)庫、中藥不良反應(yīng)數(shù)據(jù)庫、中藥方劑數(shù)據(jù)庫均正在建立或已建成，并取得一定進展。北京協(xié)和醫(yī)科大學(xué)藥用植物研究所陳士林研究員課題組與香港中文大學(xué)邵鵬柱教授研究組分別對不同物種的DNA條形碼開展了大量的研究工作，并取得了喜人的成績。而在規(guī)范術(shù)語方面，也建立了“中醫(yī)臨床標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語集”和“中醫(yī)臨床規(guī)范術(shù)語字典”等系統(tǒng)，2009年的研究成果“中醫(yī)臨床科研信息共享系統(tǒng)”還獲得了國家科技進步獎。但在藥效物質(zhì)基礎(chǔ)、配伍、炮制、劑型、活性等各個基礎(chǔ)研究領(lǐng)域開展的相關(guān)工作卻相對滯后，特別是藥效物質(zhì)基礎(chǔ)方面的研究工作，現(xiàn)雖已積累大量的數(shù)據(jù)，但不具有系統(tǒng)性，也未充分利用這些信息。

2.3.2 資源的持續(xù)利用及規(guī)范化 近年來，我國中藥資源的需求量、蘊藏量以及主產(chǎn)區(qū)分布等方面均發(fā)生了重大變化。目前，我國年消耗藥材約40萬噸，絕大部分依靠野生藥材來滿足市場的需要。由于對動、植物藥材資源無計劃地采收開發(fā)，導(dǎo)致生態(tài)不斷惡化，加速了野生藥材資源的枯竭，使藥用珍稀瀕危物種急劇增加，許多藥用資源處于瀕危和滅絕狀態(tài)，如紅豆杉、石斛等的野生蘊藏量銳減。而藥用動物的瀕危情況更加嚴(yán)重，被列入國家重點保護的野生藥用動物就達162種，蛤蚧、馬鹿等40個種類的資源顯著減少。其中，麝香資源比20世紀(jì)50年代減少了70%，犀牛、虎等物種的瀕危也影響了犀角、虎骨等藥材的市場供應(yīng)[8]。中醫(yī)藥是我國傳承了幾千年的優(yōu)秀文化，要將其繼續(xù)傳承下去并發(fā)揚光大，藥用資源的可持續(xù)利用成為藥學(xué)工作者不得不面臨的問題。要保證藥材資源的持續(xù)利用，筆者認為可從以下幾個方面考慮：

(1)統(tǒng)計市場常用中藥材每年的消耗量，據(jù)市場需求進行針對性的人工培育繁殖，開展中藥材種植基地建設(shè)。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前中國已建有近500個中藥材規(guī)范化種植基地。但是，由于環(huán)境、地域、技術(shù)、生長周期等原因，至今還有大部分常用藥材未能解決或完全解決野生變家種的問題。此外，一些人工栽培的藥材由于缺少成熟的栽培和管理技術(shù)，種植所得藥材的質(zhì)量還有待提高。

(2)充分利用現(xiàn)有的藥用資源，盡量避免浪費。目前，資源浪費的現(xiàn)象包括藥材采收季節(jié)不當(dāng)、簡陋的貯存條件、炮制過程中的浪費以及工業(yè)生產(chǎn)中的浪費。特別是在工業(yè)化生產(chǎn)中，一些企業(yè)為縮短周期，降低成本，減少中藥提取次數(shù)或縮短提取時間，致使廢棄的藥渣中還留有很多有效成分，缺乏綜合利用。

(3)利用現(xiàn)代生物技術(shù)建立藥用資源基因庫。對于某些需求量較大而野生蘊藏量極度匱乏的藥材，可根據(jù)藥材的基因信息對其進行克隆復(fù)原以緩解資源匱乏問題。但克隆所得藥材的質(zhì)量、安全性以及療效是否與野生或人工栽培種植的藥材接近是亟待解決的重大問題。

(4)開發(fā)新的藥用部位，積極尋找替代品，可使藥用部位為根、皮或全草的植物藥材和部分動物藥材資源得以持續(xù)利用。如杜仲葉、銀杏葉、人工牛黃、人工麝香等均為成功開發(fā)的實例。

2.3.3 新技術(shù)新方法的使用 在大數(shù)據(jù)來臨的時代，各種科技手段相互影響，相互制約。將現(xiàn)代科技手段靈活應(yīng)用是發(fā)展現(xiàn)代化中藥必不可少的途徑?；仡欀兴幚碚摽芍嗅t(yī)藥診治疾病遵循辨證論治的原則，同時也講究配伍使用。因此，現(xiàn)代中藥研究不應(yīng)該停留于分子水平的研究，而應(yīng)該基于多分子共同起效的基礎(chǔ)，將中藥的研究提升為分子水平以上的研究是更符合中藥基本理論的研究方法。與此同時，一些作為藥物使用的金屬配位化合物也在逐步發(fā)展，這為基于分子水平以上的中藥研究提供了新思路。結(jié)合中藥配伍理論和配位化學(xué)理論，多種藥效分子通過金屬離子配合形成復(fù)合物，再以金屬配合物或螯合物作為防病治病的物質(zhì)將變?yōu)榭赡?。目前，一些可作為運輸載體的金屬配合物應(yīng)用于藥學(xué)領(lǐng)域中的研究數(shù)量也在逐年增加。

3 結(jié)語

中藥是我國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的代表，是人類同疾病斗爭的有效手段之一。其理論包含了超前的辨證思維和方法，它是中醫(yī)理論在藥物應(yīng)用方面的具體化。作為中醫(yī)藥理論的一個重要組成部分，直接指導(dǎo)中藥的認識、應(yīng)用。中藥理論和中醫(yī)理論在各自的發(fā)展中相互滲透，相互吸收，取長補短，從而推動了我國醫(yī)學(xué)的重大變革。

隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展，人們逐漸認識到生命體是一種多層次、多方位、多形式的物質(zhì)系統(tǒng)。而中藥現(xiàn)代化是中藥發(fā)展的必經(jīng)途徑，研究中藥的目的在于解決臨床實際問題，中藥的研究要發(fā)揮自己的整體優(yōu)勢，使研究來自于臨床，又回到臨床實踐中去，加上中藥具備大數(shù)據(jù)特征，只要以開放的心態(tài)、創(chuàng)新的勇氣迎接大數(shù)據(jù)時代，就能更好地發(fā)揮中藥信息對中醫(yī)藥發(fā)展的重要作用。據(jù)此建立整體醫(yī)學(xué)及其方法論是中醫(yī)藥發(fā)展的必然趨勢。

中藥的巨大潛力并沒有充分發(fā)揮，至今仍不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求。目前，對現(xiàn)代中藥的很多研究工作脫離了中藥理論，使中藥研究淪為了天然藥物的研究，缺乏中藥原有的特色。其關(guān)鍵問題在于缺乏充分發(fā)揮其辨證思維和方法的技術(shù)手段，而且還混淆了中藥與天然藥物的區(qū)別。而大數(shù)據(jù)時代的到來以及數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展，為中藥現(xiàn)代化所需的技術(shù)體系革新提供了可能。隨著生命科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，多學(xué)科的優(yōu)勢集成促進了最基本的微觀過程和最復(fù)雜的宏觀過程的統(tǒng)一性認識。運用數(shù)字技術(shù)對海量的中藥信息進行整理、統(tǒng)計，對基于診療信息、資源數(shù)量、地域性疾病等已有的研究基礎(chǔ)進行分析總結(jié)，并將這些信息用于分析中醫(yī)臨床診療的療效和經(jīng)驗知識，建立起中藥資源-療效體系，并將其他研究領(lǐng)域的技術(shù)方法引入到中藥現(xiàn)代化研究中，是中藥現(xiàn)代化研究和發(fā)展的重要課題。

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(責(zé)任編輯：宋勇剛)

2015-06-04

貴陽中醫(yī)學(xué)院研究生教育創(chuàng)新計劃項目[NO.ZYYCX12018]

夏于芬(1988-)，女，碩士，貴陽中醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院藥師，研究方向為臨床藥學(xué)。E-mail:xiayufen12@163.com

梁光平(1988-)，男，暨南大學(xué)博士研究生，研究方向為中藥及天然藥物研發(fā)。E-mail:guangping_liang@126.com

R2+03

A

1673-2197(2015)21-0001-03

10.11954/ytctyy.201521001