作者：刘丽红,尹爱宁,雷蕾,刘静,贾李蓉,杨阳,田野,奚怀平
【关键词】 中医药信息数据库；中药化学；辅助研发系统
中医药的文献信息浩如烟海,如果通过统一规划建立各种形式的数据库将其数字化,使其传播和使用方式通过网络发生根本的变化,其中的知识和信息必将推动中医药事业突飞猛进的发展。但在过去的几十年里,由于这些文献信息数字化的程度很低,因而利用程度也低,严重阻碍了中医药现代化的发展。中医药现代化的发展需要解决的一个关键问题是如何收集、存储、处理和传输中医药信息,而中医药信息的收集、存储、处理和传输发展的关键在于其数字化的程度。中医药化学辅助研发系统是服务于中药化学研究和新药开发的综合性信息系统,可以提供与疾病、方剂、中药、西药和化学成分有关的信息。
1 数据来源
疾病、方剂、中药、西药和化学成分是我们进行中医药现代化研究必不可少的数据,本系统抽取以下数据库中的数据来建设中医药化学辅助研发系统。
1.1 与疾病相关的数据库
疾病诊疗数据库。共收录疾病3 776种,涉及疾病的中英文名称、疾病的证候、症状、治疗所用的中药和方剂等多项内容。
1.2 与方剂相关的数据库
方剂现代应用数据库、中药非处方药数据库、中药成方制剂标准数据库、中药新药品种数据库、中国医药产品数据库、中国基本药物数据库、中华人民共和国药典数据库(2005版)、中国方剂数据库等。这些数据库提供了约40 000首方剂的相关信息。除了方剂的主治、功效、药理作用等内容,还有药物组成和化学成分等与新药开发相关的有用信息。
1.3 与中药相关的数据库
中国中药数据库、中国藏药数据库、瑶药数据库等。这些数据库包含了约9 000种中药的相关信息,涵盖了中药的性味、归经、功效、主治、药理作用、不良反应、化学成分等与新药开发密不可分的内容,其中中国中药数据库中包含的化学成分有2万多个。
1.4 与西药相关的数据库
国家药品标准化学药说明书,共收录记录1 914条,根据《国家药品标准化学药说明书内容汇编》1～7册编制而成,由统一药品说明书及批准文号专项工作小组编写。
1.5 与化学成分相关的数据库
中国中药化学成分数据库,根据《中药原植物化学成分手册》、《植物活性成分辞典》(三册)、《中药化学》、《中药化学成分提取》、《常用中药成分与药理手册》、《中药药剂学》、《中药制剂》、《中药药理学》等工具书的内容补充完整已有数据库的内容,含有约3 000个化合物的二维结构图,收录化合物达14 032个。
2 系统实现
2.1 检索查询
本系统可以提供疾病、方剂、单味药、化学成分等任意2个或多个检索字段的查询,而且每个字段都有多层信息进行检索。由于中医和西医有各自的理论体系,如果在中医病机中选择气阴两虚证,在方剂主治中选择糖尿病,就可以检索出治疗糖尿病气阴两虚证的方剂中包含的所有化学成分。这样的检索兼顾了中医和西医的理论,筛选出的化学成分将更有利于研究工作的进行。
2.2 高级检索
为了方便有机化学和药物化学工作者进行新药研发,快速全面地检索中药中化合物的有用信息,本系统建立了高级检索——分子式模糊查询方式。
2.3 药物分子设计中著名的Lipinski规则
如果化合物满足以下条件之一,那么此化合物的吸收或渗透性能不好的可能性就会更大：氢键供体数目(以NH和OH键数目之和计)大于5；MWT大于500；lgP大于5(或MLgP大于4.15)；氢键受体数目(以N和O数目之和计)大于10(这些条件对于生物载体底物类化合物不适用)。同时使用4个限制条件的任意2个,预测准确率可达90%以上；若同时使用3个条件,预测结果就会相当可靠。本系统在展示界面中设置可以按照化合物重复数、分子量、分子式、NO数、成分分类和来源排序,其中分子量和NO数的排序将给新药开发人员提供非常有用的信息。
从化学成分出发对疾病、方剂和中药进行研究,将有利于扩展科研思路,发现新知识。例如,具有相同化学成分的中药很有可能具有相似的功效,而且化学成分重复越多,中药的功效将有可能越相似。与化学成分相关西药的查询可以提供此化学成分的最直接的临床应用,会给中药工作者非常有用的提示。
2.4 组分配伍模块
此外,这个系统还挂接了组分配伍模块,包括了3个中药化学组分配伍的数据展示模式和1个扩展研究提示,都以疾病为入口,点选不同模式进行相关信息的查询。在整个模式框架下,用户可以自主对要素进行选择,得出用户关注的信息,结果以化学组分的药理作用进行聚类,最后以推荐方案的形式展示。模式1：从证候、方剂、单味药、化学组分4个角度查询相互之间的关系；模式2：从方剂、单味药、化学组分3个角度查询相互之间的关系；模式3：从单味药、化学组分两个角度查询相互之间的关系；扩展研究提示：从化学组分入手研究中医治疗的疾病和西医治疗的疾病相互之间的关系。
3 小结
基于文献数据研制中医药化学辅助研发系统,将为临床以及新药开发等提供新的思路。组分配伍模块立足于中医药临床文献和疾病、方剂、中药工具书中包含中药和中药中包含的中药化学成分和有效成分数据,建立适合中药组分配伍的数据研究方法和筛选规则,研制出适合组分配伍模式研究的数据集成平台,发现中药组分配伍模式,最终以推荐方案的形式展示组分组合规律。这种基于文献数据进行中医药组分配伍研究的模式能够从古代经典方、现代临床常用方中寻求中医药治病用药组合规律,这种组合规律可以是处方单味药的组合也可以是中药具体成分的组合。由于调用表单、抽取数据以及基础数据的整理与规范等都是以中医药理论为指导的,因而结果提示的中药组分配伍推荐方案更具中医药特色,能够体现中医用药特点,将为中医临床以及中药现代化发展提供一条新的思路。
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