生物模型

【摘 要】生物是一個(gè)有機(jī)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，由具體結(jié)構(gòu)與抽象結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的核心結(jié)構(gòu)螺旋發(fā)展而成。由于生物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)具有自適應(yīng)、自組織等特性，不但能維持自身與環(huán)境的動(dòng)態(tài)平衡，還可以將外部結(jié)構(gòu)內(nèi)化為自身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的一部分，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自身更好的生存、繁衍，進(jìn)化出了千姿百態(tài)的生物群。本文以表觀、架構(gòu)、關(guān)系、秩序、功能的角度來分析研究生物的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，構(gòu)建生物模型，用于疾病的檢測、診斷和治療，通過生物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)本身所具有的特性來實(shí)現(xiàn)防治疾病的目的。

【關(guān)鍵詞】核心結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)系統(tǒng);螺旋 進(jìn)化;醫(yī)學(xué)

【中圖分類號(hào)】R285.5;R-332 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1004-597X（2019）19-0018-03

【Abstract】The organism system is an organic structural system，which is developed from a spiral of core structural composed of physical structure and abstract structure. Due to the adaptive and self-organizing characteristics of the system，it can not only maintain the dynamic balance between the environment and itself，but also internalize the external structures into its own structural system，achieving better survival and proliferation of life and evolving a variety of biota. This paper analyzes the organism structure system from the dimensions of appearance，frame，relationship，order and function，and constructs a biological model for disease detection，diagnosis and treatment. As a result，the disease prevention can be achieved by the self-healing ability of the biological structure system.

【Key words】Core structure;Biological model;Spiral;Evolution;Medicine

在融合西醫(yī)和中醫(yī)理論體系的基礎(chǔ)上，本文作者董福田曾提出一種新的醫(yī)學(xué)模式——結(jié)構(gòu)信息醫(yī)學(xué)，即從結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的角度認(rèn)識(shí)生命，通過讓機(jī)體識(shí)別具體結(jié)構(gòu)的信息，利用機(jī)體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的自適應(yīng)、自組織等功能，恢復(fù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡，達(dá)到防治疾病的目的[1]。而實(shí)現(xiàn)這一醫(yī)學(xué)模式的前提則需要對生物的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有非常深入的認(rèn)識(shí)。

生物的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是一個(gè)由若干要素之間相對穩(wěn)定的時(shí)空關(guān)系、聯(lián)系方式及其組織秩序所構(gòu)成的具有某種功能的復(fù)雜有機(jī)系統(tǒng)。生物這個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)，經(jīng)歷了從無到有，由低級向高級，由簡單向復(fù)雜這樣一個(gè)漫長的進(jìn)化過程，并在這一過程中實(shí)現(xiàn)了自身的延續(xù)和對自身的不斷超越。因此，我們首先需要尋找能自組織進(jìn)化，導(dǎo)致生命起源并支撐后續(xù)生物進(jìn)化的核心結(jié)構(gòu)，然后通過核心結(jié)構(gòu)“生成”生物模型。通過分析和研究生物模型各要素之間的相互作用和相互關(guān)系，將生物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為簡單問題，以便深入地認(rèn)識(shí)生物的健康和疾病，發(fā)現(xiàn)更有效的診斷和治療疾病的方法。

1.生物的核心結(jié)構(gòu)與生命的螺旋

1.1 生物的核心結(jié)構(gòu)

現(xiàn)代生物學(xué)已經(jīng)證明，生命最本質(zhì)的東西是新陳代謝和自我復(fù)制，前者離不開起催化作用的酶，后者少不了儲(chǔ)存遺傳信息的核酸。根據(jù)現(xiàn)代生物學(xué)的研究成果，DNA是遺傳信息的載體，但也發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA病毒靠RNA的自我復(fù)制傳遞遺傳信息，有些RNA在一定條件下充當(dāng)催化劑的角色，如核酶就是一種具有催化功能的小分子RNA。因此，“RNA世界論”認(rèn)為，RNA分子的出現(xiàn)是生命起源的重要過渡[2]。根據(jù)這種假說，在生命進(jìn)化的早期，即使沒有酶，某些RNA可以催化RNA的復(fù)制——也就是說，RNA是唯一的遺傳物質(zhì)，即作為具體結(jié)構(gòu)和抽象結(jié)構(gòu)統(tǒng)一體的RNA是生命的源頭。按“RNA世界論”說，較長的雙螺旋狀且不易發(fā)生變異的DNA，作為遺傳信息庫和起催化作用的蛋白質(zhì)之間的功能分化，是較后發(fā)生的事。與RNA分子序列互補(bǔ)的DNA分子具備了保存“遺傳”信息的功能，而RNA分子進(jìn)化為擔(dān)當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)合成的角色，蛋白質(zhì)又反過來催化核酸復(fù)制，核酸-蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)誕生了。在35億年前某個(gè)時(shí)刻的某個(gè)地點(diǎn)，有外膜包裹、含5000個(gè)蛋白質(zhì)、借RNA傳遞信息，并由DNA主控一切的，具有“自我維生結(jié)構(gòu)”的生命個(gè)體，地球上的第一個(gè)細(xì)胞誕生了。一旦自我維生作用確保了它的生存，而自我繁殖能保證它可以擴(kuò)展繁衍后代時(shí)，在面對外來的嚴(yán)重侵?jǐn)_時(shí)，它們會(huì)使用物質(zhì)和能量，機(jī)動(dòng)且成功地保持自身完整性，生命就開始了它的生物進(jìn)化旅程[3]。

核酸-蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)與抽象結(jié)構(gòu)相互依存、互為因果的相互關(guān)系和相互作用的建立，是生命起源的最關(guān)鍵之處。核酸編碼規(guī)定了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的遺傳信息，即核酸記錄了蛋白質(zhì)的抽象結(jié)構(gòu);蛋白質(zhì)是一切生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，是構(gòu)成細(xì)胞的基本有機(jī)物，是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者;核酸的合成和復(fù)制要由蛋白質(zhì)（酶）來催化，也就是蛋白質(zhì)的具體結(jié)構(gòu)催化核酸，核酸的編碼和功能靠蛋白質(zhì)來表達(dá)。蛋白質(zhì)和核酸的相互作用是核酸復(fù)制、基因組有序表達(dá)與染色體高層次構(gòu)建及動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)變化的核心。因此，這兩類生物分子缺一不可，形成了抽象結(jié)構(gòu)和具體結(jié)構(gòu)統(tǒng)一的復(fù)合體，作為遺傳信息載體與表達(dá)系統(tǒng)，在生物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的功能中起到支配性作用，不僅是形成第一個(gè)細(xì)胞生物的基礎(chǔ)，也使得生物自身依靠遺傳、變異和選擇而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，進(jìn)化出了整個(gè)生物界，是生物的核心結(jié)構(gòu)。

1.2 生命的螺旋

在核酸-蛋白質(zhì)系統(tǒng)中，核酸轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)，一段核酸復(fù)制并不直接影響另一段核酸的復(fù)制，而是通過它所編碼的蛋白酶去發(fā)生反應(yīng)，形成催化循環(huán)。核酸-蛋白質(zhì)的這種催化反應(yīng)讓化學(xué)物質(zhì)循環(huán)性地發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生大量與它們本身相同或有變異的形式，形成了最初的信使和翻譯產(chǎn)物的關(guān)系。當(dāng)某種信使與相應(yīng)的翻譯產(chǎn)物包括反映翻譯產(chǎn)物組成和結(jié)構(gòu)環(huán)境之間出現(xiàn)相互促進(jìn)的協(xié)同作用時(shí)[4]，簡單的、低級的、相互關(guān)聯(lián)的、彼此互補(bǔ)的反應(yīng)循環(huán)便組成復(fù)雜的、高級的大循環(huán)系統(tǒng)，即超循環(huán)系統(tǒng)[5]。

催化循環(huán)可以進(jìn)行自復(fù)制，超循環(huán)則具有選擇的能力，形成了具有自適應(yīng)、自組織等功能的開放的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，通過不斷地與外界交換物質(zhì)、能量和信息，能夠?qū)ν饨绲母蓴_產(chǎn)生反應(yīng)，維持它們內(nèi)部的一致性、自身的整體性。在這個(gè)超循環(huán)過程中，圍繞更有利于生存、繁衍的目的，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)以具體結(jié)構(gòu)和抽象結(jié)構(gòu)相互作用為核心，利用自適應(yīng)、自組織等能力不斷建立與周圍結(jié)構(gòu)環(huán)境的平衡，甚至不斷地內(nèi)化外部結(jié)構(gòu)，更新系統(tǒng)的物質(zhì)、能量和信息，由原來低級有序轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N在時(shí)間上、空間上和功能上的高級有序，形成螺旋發(fā)展，這就是生命的螺旋，是所有已知生命生存、繁衍和進(jìn)化的基礎(chǔ)。生命的螺旋是具體結(jié)構(gòu)和抽象結(jié)構(gòu)相互依存、互為因果、相互作用下，統(tǒng)一、協(xié)同發(fā)展的螺旋，防治疾病就應(yīng)該順應(yīng)這個(gè)螺旋。

2.生物模型

生物的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)，是生物結(jié)構(gòu)之間內(nèi)部關(guān)系、聯(lián)系方式、組織秩序及其時(shí)空表現(xiàn)形式的總和，反映了系統(tǒng)所具有的整體行為，即在與外部環(huán)境相互聯(lián)系和相互作用中所表現(xiàn)出來的性質(zhì)、能力和功效，也就是結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的功能。我們認(rèn)識(shí)和研究生物的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，直接目的是為了認(rèn)識(shí)其功能，進(jìn)而利用、改造和獲取其功能，為人類以及其他生物的健康做出貢獻(xiàn)。

不同生物的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)千差萬別，直接研究會(huì)非常復(fù)雜，而從不同的角度研究結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的共性，進(jìn)而構(gòu)建生物模型，研究生物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)所具有的普遍規(guī)律和秩序，可以將復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為簡單問題進(jìn)行處理。

2.1 生物模型的核心要素——結(jié)構(gòu)和功能

結(jié)構(gòu)系統(tǒng)如果沒有結(jié)構(gòu)之間的內(nèi)在聯(lián)系就不會(huì)形成系統(tǒng)，而沒有和外部結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，就不存在系統(tǒng)的功能，所以結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是內(nèi)在規(guī)定性和外在規(guī)定性的統(tǒng)一，也就是結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一。生物對于環(huán)境的適應(yīng)實(shí)際上是結(jié)構(gòu)和功能的動(dòng)態(tài)相互作用、相互轉(zhuǎn)化的過程。結(jié)構(gòu)和功能相互依存、互為因果、相互轉(zhuǎn)化，結(jié)構(gòu)對于功能具有決定性作用，同時(shí)功能可以反作用于結(jié)構(gòu)。在進(jìn)化論的發(fā)展史上，拉馬克“用進(jìn)廢退”的觀點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)的變化是功能變化的結(jié)果，而達(dá)爾文認(rèn)為，生物體內(nèi)的“泛生子”可以隨著內(nèi)外環(huán)境的變化而發(fā)生變異，強(qiáng)調(diào)功能的變化歸結(jié)為結(jié)構(gòu)的變化。根據(jù)系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，只有將兩個(gè)方面結(jié)合起來，才能更全面地理解生物系統(tǒng)的進(jìn)化。

從結(jié)構(gòu)和功能表現(xiàn)形式的角度，結(jié)構(gòu)深藏于內(nèi)，功能表現(xiàn)于外。因此從功能來建模的方法可以把被研究的系統(tǒng)視為黑箱，不管具體結(jié)構(gòu)如何，通過輸入和輸出的分析研究來建立模型，解決問題，屬于黑箱法。中醫(yī)的理論方法就是黑箱法。對系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，弄清系統(tǒng)具體的結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系來建立模型，解決問題，屬于白箱法。西醫(yī)的理論方法就是白箱法。從結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的過程的角度，結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性，而系統(tǒng)的功能則受環(huán)境的影響易于變化，因此同西醫(yī)相比，中醫(yī)的理論和方法更個(gè)性化。為了更深入地認(rèn)識(shí)生物的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，應(yīng)該從結(jié)構(gòu)和功能統(tǒng)一、黑箱法和白箱法統(tǒng)一的角度建模，研究、利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系，建立防治疾病的理論和方法。

2.2 從結(jié)構(gòu)和功能統(tǒng)一的角度構(gòu)建生物模型

生物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的核心結(jié)構(gòu)是具體結(jié)構(gòu)和抽象結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一，具體結(jié)構(gòu)和抽象結(jié)構(gòu)的相互作用，不僅生成了生物系統(tǒng)的表觀，還確定了生物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)相對固定的位置，可以作為研究結(jié)構(gòu)之間相互關(guān)系和相互秩序的參照，即生物系統(tǒng)的架構(gòu)，如細(xì)胞合成的蛋白質(zhì)需要得到準(zhǔn)確的定位，才能正確地發(fā)揮作用。具體結(jié)構(gòu)和抽象結(jié)構(gòu)的相互作用所形成的超循環(huán)系統(tǒng)，生成了結(jié)構(gòu)之間復(fù)雜的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，基因表達(dá)受具體結(jié)構(gòu)的調(diào)控，而基因表達(dá)又建立了新的具體結(jié)構(gòu)的環(huán)境，調(diào)控后續(xù)的基因表達(dá)，生成了生物分子各居其位、各司其職、相互作用、嚴(yán)謹(jǐn)有序的生命特性。比如，多細(xì)胞生物也是由一個(gè)細(xì)胞（如高等生物的受精卵）通過高度有序的細(xì)胞增殖、分化、生長和發(fā)育而形成的，也就是由最初的抽象結(jié)構(gòu)和具體結(jié)構(gòu)的相互作用，即受精卵中的核酸和其所處環(huán)境中具體結(jié)構(gòu)的相互作用而生成。生成的生物有機(jī)體復(fù)雜程度由數(shù)百、數(shù)萬、甚至數(shù)億個(gè)行使各種特定功能的細(xì)胞組成，各種細(xì)胞分工合作，是一個(gè)有序而可控的細(xì)胞社會(huì)，這種社會(huì)性的維持，不僅依賴于細(xì)胞的物質(zhì)代謝與能量代謝，更依賴于細(xì)胞間的通訊與信號(hào)調(diào)控，從而協(xié)調(diào)細(xì)胞的行為，諸如細(xì)胞生長、分裂、分化、凋亡及其他各種生理功能，實(shí)現(xiàn)多細(xì)胞生物體完整的生命活動(dòng)過程。生物根據(jù)生理狀態(tài)分泌各種型號(hào)的神經(jīng)遞質(zhì)、激素、細(xì)胞因子等作用于靶細(xì)胞，通過調(diào)整細(xì)胞的狀態(tài)來調(diào)節(jié)細(xì)胞的功能，以適應(yīng)整個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的需求[6]。

因此，生物模型的要素包括：表觀、架構(gòu)、關(guān)系、秩序和功能。這5個(gè)要素是研究生物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的5個(gè)角度，也可以稱之為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的5個(gè)維度。在這5個(gè)要素中，表觀、架構(gòu)、關(guān)系、秩序是具體結(jié)構(gòu)和抽象結(jié)構(gòu)相互作用的結(jié)果，因此這4個(gè)要素之間相互作用，統(tǒng)一于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。生物學(xué)中，各種生物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)之間的差別，最主要的并非由于組成要素成分不同，而是組成要素的結(jié)合方式不同，即抽象結(jié)構(gòu)之間的差異，從生物模型的角度，主要在于架構(gòu)、關(guān)系、秩序的差異。對結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的研究往往是從表面的、形象的、具體的關(guān)系人手，然后才逐步深人到內(nèi)在的、抽象的、帶有普遍性的關(guān)系，而且越抽象就越接近其本質(zhì)。因此具體結(jié)構(gòu)主要是結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的量，抽象結(jié)構(gòu)主要是結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的質(zhì)，質(zhì)和量可以互變。

結(jié)構(gòu)和功能之間相互作用，并統(tǒng)一于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。從功能的角度，所有的生物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)都具有自適應(yīng)、自組織等功能，能夠?qū)ν饨绲慕Y(jié)構(gòu)環(huán)境產(chǎn)生反應(yīng)，使用物質(zhì)、能量和信息來維持它們內(nèi)部的一致性、自身的整體性，以及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡。也就是說，生物模型的5個(gè)要素每個(gè)維度都不是孤立的、割裂開的，都包含了其他維度的信息，這些不同維度形成了非線性相互作用的有機(jī)系統(tǒng)。通過生物模型，能夠認(rèn)識(shí)和研究生物的生成、繁衍和進(jìn)化，從而認(rèn)識(shí)生物的健康與疾病，并找到診斷和防治疾病的方法。

3.生物模型在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

生物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)都是封閉性和開放性的統(tǒng)一，總是處于與環(huán)境的相互聯(lián)系和相互作用之中。因此，任何生物在生存的過程中，其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)都會(huì)受到許多擾動(dòng)，如果擾動(dòng)超過了生物自身能夠調(diào)節(jié)的范圍，機(jī)體的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)就會(huì)失衡，即產(chǎn)生了疾病，需要通過醫(yī)學(xué)手段來恢復(fù)平衡。從結(jié)構(gòu)系統(tǒng)失衡的角度，可以分為量變和質(zhì)變，也就是具體結(jié)構(gòu)的改變和抽象結(jié)構(gòu)的改變，而且往往是先發(fā)生某種量的變化，經(jīng)過進(jìn)一步的發(fā)展，量變轉(zhuǎn)為質(zhì)變。從擾動(dòng)的角度，可以分為隨機(jī)的短暫擾動(dòng)和長期的擾動(dòng)，前者主要是造成結(jié)構(gòu)系統(tǒng)內(nèi)在的失衡，核心是恢復(fù)內(nèi)在的平衡，后者主要是結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和擾動(dòng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)之間的失衡，核心是建立兩個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)之間的平衡。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的開放性，不僅是具體結(jié)構(gòu)的開放，還包括關(guān)系之間的開放。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與其環(huán)境之間的交換，也不僅是物質(zhì)交換，主要是能量或信息的交換。我們首先研究生物在生存、繁衍和進(jìn)化過程中，自身所具有的處理上述情況的功能，然后通過生物模型研究防治疾病的方法。

3.1 由生物模型研究生物的進(jìn)化

生物在進(jìn)化過程中受自然選擇的支配，一定的環(huán)境要求生物必須具備相應(yīng)的功能去適應(yīng)它;一定的功能必須由相應(yīng)的結(jié)構(gòu)來完成。所謂進(jìn)化就是分化和產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)，具有了新的功能特性，更適應(yīng)其所處的環(huán)境。結(jié)構(gòu)和功能也是生物模型的核心要素，因此我們應(yīng)當(dāng)由生物模型來認(rèn)識(shí)生物的進(jìn)化。

由進(jìn)化的定義可知，生物進(jìn)化的本質(zhì)是抽象結(jié)構(gòu)的進(jìn)化，也就是在基因?qū)用娴倪M(jìn)化，比如：

1）基因表達(dá)的進(jìn)化

基因表達(dá)隨外部結(jié)構(gòu)環(huán)境變化發(fā)生適當(dāng)改變和調(diào)整是生物適應(yīng)環(huán)境、維持生存、保持自身健康的基本功能。例如細(xì)胞在外部信號(hào)分子的刺激下，可以通過調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，產(chǎn)生抑制性蛋白形成負(fù)反饋環(huán)來阻斷信號(hào)傳導(dǎo)，從而適應(yīng)不同強(qiáng)度和時(shí)間的外部刺激。

2）基因的改變

在外部環(huán)境長期的干擾或強(qiáng)烈的刺激下，量變轉(zhuǎn)為質(zhì)變，可能會(huì)通過基因的改變來適應(yīng)外部環(huán)境。例如細(xì)菌在與抗生素的長期“作戰(zhàn)”中，可以通過基因的改變形成新的結(jié)構(gòu)，與抗菌藥物建立新的平衡，比如合成新的物質(zhì)滅活抗生素的酶，或者改變細(xì)菌的外在結(jié)構(gòu)，形成抗生素難以穿透的生物被膜。

3）基因的融合

所謂基因融合，就是將有利于生存和繁衍的抽象結(jié)構(gòu)即遺傳信息整合到結(jié)構(gòu)系統(tǒng)之中。比如細(xì)菌的具有抗藥性的抽象結(jié)構(gòu)，可以以質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子的接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)等方式快速轉(zhuǎn)移到其他敏感菌中[7]，與敏感菌自身結(jié)構(gòu)融合，實(shí)現(xiàn)生物在結(jié)構(gòu)和功能上的共同進(jìn)步。

從生物模型的角度，上述抽象結(jié)構(gòu)的改變都是由于外部環(huán)境的作用，通過生物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)所具有的自適應(yīng)、自組織功能來實(shí)現(xiàn)的，并產(chǎn)生了適應(yīng)性的表觀、架構(gòu)、關(guān)系、秩序以及新的功能特性。在生物進(jìn)化過程中，結(jié)構(gòu)和功能是一體不可分割的。

3.2 由生物模型研究防治疾病的方法

根據(jù)對人類健康與疾病本質(zhì)的哲學(xué)認(rèn)識(shí)以及醫(yī)學(xué)實(shí)踐過程中所遵循的主要方法，醫(yī)學(xué)觀主要包括健康觀、疾病觀、診斷觀、治療觀。在健康和疾病的認(rèn)識(shí)上，結(jié)構(gòu)信息醫(yī)學(xué)是從結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的角度認(rèn)識(shí)生命，人體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的內(nèi)外動(dòng)態(tài)平衡，即具體結(jié)構(gòu)與抽象結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)平衡，是人體健康的本質(zhì)。

外部環(huán)境對人體總負(fù)荷引起的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)失衡是產(chǎn)生疾病的根本原因。從生物模型的角度分析，外部結(jié)構(gòu)環(huán)境引起機(jī)體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的失衡，通常表現(xiàn)為表觀、架構(gòu)、關(guān)系、秩序、功能的失衡。比如外傷主要對應(yīng)表觀，是具體結(jié)構(gòu)的改變。外傷以外的疾病，往往是在具體結(jié)構(gòu)和抽象結(jié)構(gòu)相互作用下，引起的表觀、架構(gòu)、關(guān)系、秩序和功能的失衡。

具體結(jié)構(gòu)的時(shí)空秩序處于正常狀態(tài)才能形成其功能，所以架構(gòu)的失衡也會(huì)引起結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的失衡，比如骶髂關(guān)節(jié)錯(cuò)縫導(dǎo)致的行動(dòng)不便。內(nèi)分泌系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的相關(guān)疾病，主要是分子信號(hào)傳導(dǎo)過程中出現(xiàn)障礙所導(dǎo)致的關(guān)系紊亂。腫瘤的形成則是破壞細(xì)胞生長秩序使其過度增殖，細(xì)胞表現(xiàn)出失序狀態(tài)，從而形成癌癥。其中，表觀的失衡主要是具體結(jié)構(gòu)的量變;而架構(gòu)、關(guān)系、秩序的失衡主要是抽象結(jié)構(gòu)的質(zhì)變;功能失衡則是結(jié)構(gòu)失衡后的總體表現(xiàn)，同時(shí)又反作用于結(jié)構(gòu)。

“生命賴以負(fù)熵為生”[8]。根據(jù)耗散結(jié)構(gòu)理論研究系統(tǒng)演化的公式：dS=deS+diS，如果提高結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的有序程度，總熵要降低，即dS<0，也就是從外界引入足夠的負(fù)熵，系統(tǒng)就可以自發(fā)地組織起來，形成有序結(jié)構(gòu)。對于生物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)而言，從外界引入的結(jié)構(gòu)信息就是負(fù)熵，可以調(diào)控其抽象結(jié)構(gòu)，如調(diào)控基因的表達(dá)，恢復(fù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的平衡或者建立同外界結(jié)構(gòu)系統(tǒng)之間的平衡，從而恢復(fù)健康，也可以引入其它結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的特性，更有利于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)健康地生存和繁衍。

根據(jù)螺旋論[9-，10]，首先應(yīng)該給生物模型建立防治疾病的宏觀秩序。生物模型的核心要素是結(jié)構(gòu)和功能，因此要建立結(jié)構(gòu)和功能之間的秩序，經(jīng)過排列組合，包括以下4種：1）直接干預(yù)結(jié)構(gòu);2）直接干預(yù)功能;3）通過功能來干預(yù)結(jié)構(gòu);4）通過結(jié)構(gòu)來干預(yù)功能。

生物模型的核心結(jié)構(gòu)為具體結(jié)構(gòu)和抽象結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一，相互作用產(chǎn)生了表觀、架構(gòu)、關(guān)系、秩序4個(gè)要素。單純從結(jié)構(gòu)的角度建立宏觀秩序，也包括4種：1）直接干預(yù)具體結(jié)構(gòu);2）直接干預(yù)抽象結(jié)構(gòu);3）通過抽象結(jié)構(gòu)干預(yù)具體結(jié)構(gòu);4）通過具體結(jié)構(gòu)干預(yù)抽象結(jié)構(gòu)。

根據(jù)螺旋論，生物模型中結(jié)構(gòu)的宏觀秩序，要在結(jié)構(gòu)和功能的宏觀秩序的約束下建立。生物模型最基本的功能是自適應(yīng)、自組織功能。結(jié)構(gòu)信息醫(yī)學(xué)的重點(diǎn)在于通過功能干預(yù)結(jié)構(gòu)，針對3）通過抽象結(jié)構(gòu)干預(yù)具體結(jié)構(gòu)，可以推導(dǎo)出：用抽象結(jié)構(gòu)通過機(jī)體的自組織功能進(jìn)行整合后生成具體結(jié)構(gòu)，然后具體結(jié)構(gòu)同機(jī)體的抽象結(jié)構(gòu)相互作用，調(diào)控抽象結(jié)構(gòu)（如改變基因或調(diào)控基因的表達(dá)），從而生成或調(diào)控具體結(jié)構(gòu);針對4）通過具體結(jié)構(gòu)干預(yù)抽象結(jié)構(gòu)，可以推導(dǎo)出：用具體結(jié)構(gòu)通過機(jī)體的自適應(yīng)的識(shí)別功能轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)信息，然后由結(jié)構(gòu)信息通過機(jī)體的自適應(yīng)、自組織功能調(diào)控機(jī)體的抽象結(jié)構(gòu)（如改變基因或調(diào)控基因的表達(dá)）。具體結(jié)構(gòu)和抽象結(jié)構(gòu)本身就是相互作用、相互轉(zhuǎn)化、相互統(tǒng)一的，上述兩種秩序，在醫(yī)學(xué)上既可以單獨(dú)使用，也可以配合使用。

4.總結(jié)與展望

所有的生物都配備了“神醫(yī)”，就是自身的診斷、防御和修復(fù)系統(tǒng)，其基礎(chǔ)是所有生物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)都具有的自適應(yīng)、自組織，保持結(jié)構(gòu)系統(tǒng)穩(wěn)定的功能。只有人類有專門的職業(yè)—-醫(yī)生，生命能繁衍幾十億年，靠的是“神醫(yī)”。那么從醫(yī)學(xué)的角度，是協(xié)助“神醫(yī)”？是取代“神醫(yī)”？還是要和“神醫(yī)”對抗？建立生物模型就是為了研究從理論和方法上如何協(xié)助“神醫(yī)”，防治疾病，保持人類健康。

參考文獻(xiàn)

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