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KEY WORDS systems biology; information medicine; integrated traditional Chinese and Western medicine; road map for gene regulation
20世纪中期的观点认为，生物体是由“物质和能量”所组成的，但现在的人们已逐渐认识到人体是一个复杂的巨系统，生物系统最重要的特点在于其各个部分之间的高度协调。在一个细胞中，在同一时刻有条不紊地进行着数千个代谢过程，细胞之间亦同时进行着各种协调与整合，如此才会最终形成各种脏器和系统井然有序的功能表现。显然，这些高度协调、密切相关的过程只有通过交换信息才能实现。固然，物质和能量仍是生物体的生存要素。在细胞中，核糖体拥有氨基酸组建模块以及ATP合成为ADP过程中释放的能量，但如果没有细胞核中DNA所携带的信息，同样无法合成具有功能的蛋白质。所以，信息在任何过程中都起着关键性的作用，物质和能量不过是附属物而已。生物体内的信息传递和整合是由细胞内外的受体和信号转导系统来完成的，不同的信号通路之间存在相互的联系和作用，形成动态的功能网络。
按系统生物学的观点，可以将生物系统的特点概括为“整体、动态、层次、整合”。机体内无数个大小网络是一个通过层次与层次之间、网络与网络之间、系统与系统之间的联系和整合而建立起来的复杂系统，并不是简单系统的叠加。这个复杂系统也会通过不同网络之间的信息传递和整合，使基因或蛋白质产生出最终的生物学功能，如此势必会出现一些涌现性行为和规律，出现一些单独系统所不能反映的新行为，这就是系统生物学的特征。因此也可以说，信息是生命赖以存在的至为关键的因素。
中医学是一门应用信息进行调控，并将其作为主要医疗手段的医学。首先是以外揣内，通过四诊获取人体处于何种状态的信息，通过各种辨证方法对这些信息加以分析，最后按照中药性味及方剂中最佳配伍的信息组合进行组方，用以调动人体自身的抗病能力，综合调节不平衡的病理状态，使之向健康状态转化。
由此可见，中医学和现代医学都是立足于应用信息来认识人体的病理、生理变化。中医学发展的历史条件造成其对信息的认识、掌握和应用都是间接的，把人体看作黑箱，用以药测证的方法，不断充实信息的可信度，因此其获取信息的优越之处在于通过宏观的方式对人体整体状态进行观察和辨别分析，而并非仅仅限于某个功能系统，这些都符合系统论的思维方法；但不足则在于未能将这些信息量化，以致于在应用这些信息时存在主观性和不稳定性。
中医理论尚保持一种前科学的状态，将四诊信息量化固然使中医学向现代化、规范化迈进了一大步，但更为重要的是如何把大量的具有正反两方面意义的信息加以整合，理出一个头绪，朝向一个方向。中医学本来就是先进的系统生命科学认知体系，只是未能利用还原论的分析方法掌握其微观的技术手段，就连对四诊信息进行量化亦缺乏有效的技术方法。现代医学的理论和方法均奠基于现代科学之上，但自从15世纪下半叶以来，以还原论进行分析的研究方法主宰了现代科学的众多领域。生物学和医学就是从整体到器官、组织、细胞，再不断细分至分子生物学。从唯物历史观的角度看，这是时代的需要。还原论在攫取更为深入、细致的信息方面，较之古代笼统的整体观不能说不是一个进步。但是基础医学在进步，医学模式却在倒退，小问题越做越深，以致只关注于生物单分子行为；大问题越做越少，从而偏离了宏观研究的方向。中医学缺乏还原论的分析方法，而现代医学缺乏整体论的观点和思维。如此，在系统生物学的前提下，中、西医各自寻找所需，中西医的结合有了可能。
在临床实践中，辨病与辨证相结合这一中西医结合的初步途径已为广大医者所接受。辨病是西医之所长，辨证是中医之所长，中西医各取所长，优势互补，才是有机的中西医结合。除了病证结合外，在具体辨别与应用上亦存在无证从病、无病从证、舍证从病、舍病从证，这些其实就是对病与证的信息进行整合与取舍，其中取舍的根据，必须以唯物辩证法为指导，判断何者是主要矛盾，何者是次要矛盾，正确处理局部与整体及现象与本质之间的关系。
“证”是辨证论治的起点和核心，就脏象中“肾”的辨证而言，是机体对致病因素做出整体反应的一种功能状态。由于辨证是由外揣内，在具体应用上受到医患双方主观因素的影响，因此难以将其客观化和量化。借助四诊所获得的信息，用量表依靠经验进行评分，亦只是半定量，故而必须通过研究“证”的内涵，以期获得可以量化的信息。1977年Besedovsky首先提出宏观的“神经内分泌免疫”网络假说，神经内分泌调控免疫属下行通路模式，免疫亦能调控神经内分泌属上行通路模式，如此形成双向信息传递机制。三者拥有一套共同的化学信息分子与受体，从而使这三个系统之间能够相互交通和调节，形成多维立体网络状的联系，使涉及整体性的系统之间得以相互交通和调节，形成多维立体网络状的联系。从涉及整体性系统之间调节的神经内分泌免疫网络，到局部性质的下丘脑垂体肾上腺皮质胸腺轴网络，还有数不清的小网络，机体就是由大大小小众多网络所构成的，并将其作为对外反应与自我调节的基础。正常的人体功能是人类基因的一个有序表达，病或证则是基因表达的失衡，治疗绝大多数病或证都将从调控基因功能入手，即从修饰或改变基因的表达与基因的产物着手。大、小网络的调控都是立足于基因表达的调控，这些基因网络最后都要通过中枢信号传导由负反馈机制来完成调控作用，使生命体有自我调节的能力。网络是一个高度复杂的、非线性动力学系统。钱学森说过：“要看动力学就要造成干扰，才能看到变化。”中医学自发地应用系统概念考察人体变化，着重于通过证效关系来判别辨证的正确性，“以药测证”就提供了一个动态的干预手段来研究证。
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我们在“肾”本质的研究中，借鉴了“神经内分泌免疫”网络学说，证明肾阳虚证的调控中心位于下丘脑［1］，并且涵盖了以下丘脑垂体肾上腺皮质胸腺轴为主轴的神经内分泌免疫网络［2］。既然调控中心高踞于下丘脑，则其调控模式可被设想为是通过下行通路进行的。对于大量的调控信息，我们必须从系统生物学的“整体”角度加以考虑，采取以药测证的“动态”干预进行比较，将各个“层次”的基因信息通过基因网络把它们“整合”起来，于是蕴育了绘制基因网络调控路线图谱的意图。
我们在模拟肾虚证26月龄自然衰老大鼠模型上，采用补肾药羊藿总黄酮进行以药测证，取下丘脑、垂体、肾上腺、脾淋巴细胞，采用美国Affymetrix公司的大鼠基因芯片，研究老年大鼠下丘脑垂体肾上腺皮质胸腺轴的基因表达谱［3］。羊藿总黄酮在最高层次下丘脑水平可上调6种神经递质受体基因的表达，在垂体和肾上腺水平上调生长激素轴和性腺轴，证明羊藿总黄酮的调控模式是通过神经内分泌免疫网络的下行通路而激活免疫系统的。在免疫系统中的淋巴细胞这一层次中，羊藿总黄酮首先激活与细胞凋亡相关的上游信号分子，上调CD28、CTLA4、T细胞受体、CD3这些共刺激信号分子以形成调控网络，连同转化生长因子β以及促增殖的原癌基因cFos、cmyc、aRaf、cyclinD1、cJun等共同激发T细胞生长因子白细胞介素2，成为促增殖、抗凋亡信号转导的重要途径。白细胞介素2是强有力的生长刺激信号，激活核转录调节因子NFκB，NFκB信号转导通路是一组集抗凋亡、促增殖、调节免疫效应于一身的调节因子，为多种信号转导途径的连接点，在分子调控网络中处于枢纽地位。它的被激活，在导致下调促凋亡基因的同时亦上调抗凋亡基因，在下调抗增殖基因的同时亦上调促增殖基因，使这些对立的基因整合后向有利于增殖与凋亡平衡的方向进行，最终降低了老年期大鼠T细胞的过度凋亡。从羊藿总黄酮的干预上调下丘脑多种神经递质，直至降低T细胞凋亡率，是一连串信息在多个层次之间的传递与整合，最终形成肾虚证在下丘脑垂体肾上腺皮质胸腺轴上具有特征性的有序基因网络调控路线图谱。见图1。
图1 肾虚证下丘脑垂体肾上腺皮质胸腺轴基因网络调控路线图谱（略）
用基因表达谱检测RNA功能的表达受时间和空间的影响，在不同时间、不同条件下会有不同程度的表达，故进行基因芯片实验最好重复2次以上。我们在重复前次实验时，除了采集下丘脑垂体肾上腺皮质胸腺轴中的下丘脑、垂体、肾上腺及淋巴细胞以外，还根据肾虚辨证涉及的范围，增加了骨骼、肝脏和肾脏这3种标本，以使基因表达差异的显示结果更接近于肾虚证的本质，并逐步扩增基因网络调控路线图谱。见图2。
在下丘脑垂体肾上腺皮质胸腺轴4种组织上所获得的实验结果与前次研究结果相对照，有很好的重复性。由于羊藿总黄酮的干预，在骨骼、肝脏和肾脏这3种组织中，原已下调的与甲状旁腺素、降钙素、骨基质相关前胶原和胶原，以及蛋白质、糖代谢相关的基因，如细胞色素C，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶、6磷酸葡萄糖、前列腺素等全部上调。将7种组织中众多小网络的信息进行整合，使基因网络之间关系逐步明朗、有序，显现出神经内分泌免疫和神经内分泌骨代谢两大系统，同时亦形成相互交叉的两大基因网络调控路线图谱。用以药测证的方法显示了“肾”在生理状态下对机体进行调控的两大主要基因调控路线及其规律。按系统生物学观点，借助于信息医学，我们在中西医结合研究中对肾虚证本质和复杂生命现象解析之间的关系做了有联系的应用，并提出了新的研究思路。
图2 肾虚证两大基因网络调控路线图谱（略）
［参考文献］
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目前国内许多高等医科院校已经开展了留学生高等教育，包括短期培训和长期学历学位教育。大连医科大学的留学生教育最早始于1986年，当时仅限短期培训教育，从2004年起开始大批招生长期学历学位医学留学生，而留学生大部分来自印度、斯里兰卡、巴基斯坦、尼泊尔等国家，至2010年12月底，该校留学生学历学位生达到1353人，其中研究生143人、本科生1210人，国别数增加到72个。学校成为全国首批具备招收英语授课留学生的院校之一，被教育部批准成为中国政府奖学金来华留学生培养学校。已获得44个国家教育部、卫生部或医学会的认证，学校的国际影响力进一步扩大。实际上留学生教育已经发展成为该校一个全新的教育团体，是对该校现有的学历学位生教育的必要补充。
医学机能实验学是医学生重要的专业基础实验课，而良好的生物机能实验系统的应用是保障该课程的顺利进行的前提条件。
1 英文版的生物机能实验系统更有利于留学生开展机能学实验 由于该校的留学生大部分来自巴基斯坦、印度、尼泊尔、等国家，尽管英语是这些国家的官方语言或通用语言，但是英语不是他们的母语，虽然英语的写作和阅读水平较高，但是口语水平相对较差，带着浓重的地方口音，且发音不够规范，这在一定程度上影响着教师和学生之间在机能学实验课上的交流。由于英文版的生物机能实验系统完全是英文界面，操作简单易行，再加上课堂上老师亲自动物和仪器操作示教，可以大大减少教师和学生之间的交流，使实验教学顺利进行。
2 提高了实验教学水平,使实验室管理上新平台 留学生实验教学是现代化国际教学的一部分，它反映出国内高等医学教育水平的一个侧面。医学机能实验学使用现代化的如Biolap420F等生物机能实验系统软件，替代原有的分离的刺激器、示波器和放大器等仪器设备，利用该系统可完成机能学科的生理学、药理学和病理生理学实验，避免了实验室的重复投资，提高了仪器设备的利用率，同时简化了多个实验仪器设备的使用。整个实验室显得整洁、美观、规范，实验室面貌焕然一新，使实验室的管理上了一个新台阶。
3 有利于实验结果的保存、自动分析、图像剪贴和打印 由于现代化的BL-420生物机能实验系统软件具有强大的数据处理功能和实时对实验结果进行处理, 同时该软件具有方便的存储、反演及打印等功能，因此只要课上留学生认真做好实验，实验结果一般就会较理想，实际上该系统更有利于实验结果的保存、自动分析、图形剪辑及打印，并将打印结果附于实验报告上,增加了实验结果的准确性与真实性，提高了留学生实验效率及实验课的效果。
生物机能实验系统在留学生机能实验教学经过一段时间的运行，已经取得初步成效，当然也存在许多问题或不足，尚有待于进一步发展和改进。
参考文献
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二、同伴互助学习的组织
同伴互助学习的组织，教师的作用是关键。他既是整个活动的策划者，比如对于如何分组、学习侧重点都要做出指导性的安排。同时，教师也是一名旁观者，因为每个小组都是一个独立团队，他们有着自己的计划与规则，对于学生的学习活动不需要过多干预。
（1）分组策略。在很多小组合作的模式里，学习能力强带动学习能力弱的学生学习是常见的，这种异质分组确实能达到优势互补。但是，笔者通过学生的反馈发现，在提问与解答反复进行过程中，对于非常浅显的问题，能力强的学生容易表现出一些不耐烦，在讲解的过程中思维往往跳跃大。而对于学习弱的学生由于提问频繁，对于很多问题都是一知半解，最终变得更加不自信。因此，笔者依据学生的学习能力大小将全班分为强、中、弱三个层次，每个层次若干个组，每个组约5人，并实行组长负责制。经过对每组学习目标的指导，这种同质分组策略能让学生获得更多的讨论机会，这种同舟共济的团队意识在学习的过程中会表现得更加突出。
（2）目标策略。高中生物的必修知识，基本可以分为细胞与增殖、物质与能量代谢、遗传变异、生命活动调节、生态等五个专题内容。由于不同层次的学生掌握的水平不同，因此，他们的目标策略也不同。
笔者将学习能力强的小组目标策略总结为问题共享、查缺补漏。这部分学生对课本基本概念、基本原理、基本过程掌握较好，也能够根据自己所学的知识来解决实际问题，他们遇到的问题主要是获取信息后无法准确地做出分析，同时在一些变式训练中灵活处理能力较弱。复习对他们来说就是要不断地发现知识的漏洞，不断整合知识的联系以及拓展自己变式的能力。为了更好地发现问题，我们实行一人一专题，他们要做的就是对自己负责的专题做好知识梳理，经过系统地复习以及疑难题型的再练习，学生必然会发现自己的一些知识缺漏。对于缺漏，我们采取共享的形式，把它们记录在专题列表上。依照这种方式，我们可以收集每个专题的易错题、疑难题，然后将这些题的位置分发给每位成员。每次的学习活动，内容都覆盖到五个专题，如果遇到不会做的题目，由供题者面对面地讲解。如此操作，让学生既能在短时间内发现自己的问题，不断查缺补漏，同时又有机会教会他人，进一步提高逻辑推理能力和表达能力。
学习能力中等的学生对课本基本概念、基本原理、基本过程没有系统性地认识，训练时往往因考虑不全面、概念模糊而导致做错题。但这一层次的很多学生依然认为自己掌握得非常好，他们的错误只是因为不小心，所以他们的目标策略是问题驱动，强化夯实，问题主要来源于近期的作业、试卷。通过上面似懂非懂的题型，小组内采取配对形式，一对一交替讲解。在讲解的过程中，讲解人应从课本上找到相应的知识依据，并归纳出相似题型的解题思路。这个过程既能让学生通过问题强化对知识的理解，又能让组里每位成员都有教授他人的机会，讨论有针对性且不流于形式，真正实现了学习上的互帮互助。
学习能力弱的学生根本问题在于对生物学科缺乏科学的学习习惯、学习方法，他们的目标策略是方法总结、建立自信。由于小组成员对生物基本内容的掌握程度比较相似，在这样的环境中讨论交流不容易出现怯场、畏缩、甚至是沉默现象。他们可以通过探讨制定出科学的学习方法，采取命题的形式画出指定内容的概念图。尽管每位成员展示出的知识联系会有所不同，但他们最终能够加深对知识的理解。
（3）评价策略。开展同伴互助学习，评价过程不可少，它的出发点和落脚点都应该是促进学生的发展。评价的过程不能局限于认知领域，更重要的是要关注学生在学习过程中的情感、态度、价值观以及实践能力的进步与变化，要将学习结果和学习过程有机结合。如学习过程中有的学生合作意识不强，学习习惯难以坚持，此时可以发挥团队成员的作用，动之以情，晓之以理，统一认识。有的学生虽然参与互助学习，但是学习效果不佳，表现在只知其一，不知其二，此时教师可帮助他们分析问题产生的原因，找到相应的解决方案，建立一种错误的预防机制。
总之，开展同伴互助学习，对于促进学生积极主动地学习，开发学生潜能，培养学生的综合能力和善于帮助他人及与他人合作的良好品质都有重要意义，同时也给教师的教学提出了更高的要求。同时，同伴互助学习只能作为课堂教学形式的补充，我们依然要与传统教学相结合，运用多种策略提高生物复习的有效性。
参考文献：
[1]杜英英.运用学习金字塔理论提高生物课堂教学效率[J].中学
教学参考，2013（2）.
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0引言
大学生英语写作是其在大学英语学习阶段的重头戏，无论是在四、六级，四、八级还是雅思、托福考试中都占很大的比例。但从笔者近几年辅导和分析学生英语写作的情况来看，语言的错误率和误用率依然比较高，且在不同写作水平的学生中分布不均匀。写作水平较低者本文暂且不做分析，写作水平较高者（作文成绩在75%以上者）思想表达比较清楚、语言通顺、连贯性好、用词也很丰富，其问题主要表现在同义词的选用及其与其他词语的搭配和用词的得体性方面。
词汇学习是大学生英语听说读写各方面的基础，学生从开始学习英语的第一天就开始学习词汇，但要把词汇学好，未必是一件容易的事情。词汇的学习和研究贯穿一位英语学习者的整个学习过程。随着学习者词汇的丰富、语言水平的逐渐提高，选词、搭配却成了他们写作中一个大问题，尤其是一些同义词。学习者们脑海中储存了大量的同义词，写作过程中到底应该提取哪一个，那个词在自己所写的这篇文章中最恰当、最得体，好多学习者百思不得其解。
1同义词的概念及分类
词与词可以因表达同一的逻辑概念而结合在一起，这些词成为同义词（synonyms）。由于历史的原因，英语中的同义词特别多。A.C.Baugh在A History of the English Language中说：“ 丰富主要是由于拉丁语、法语和本族语成分的巧妙混合所致。”本族语与外来语混合的同义词特别多，有的结成一对，有的组成三词一组。例如homely和domestic；ask、question和interrogate。
英语中的绝对同义词（absolute synonyms）很少,只有一些专门术语同义词可称得上是绝对同义词，例如fricative和spirant等。英语中一词多义的现象十分普遍，因此一对或一组同义词并不是一成不变的，一个词可与一部分词构成同义词，也可与另一部分词构成同义词，如look与see，watch，observe构成同义词，表示看的概念，也可与seem，appear构成同义词，表示“看上去”的概念。
2大学生写作中同义词使用上存在的问题及分析
2.1 语言使用敏感性差，没有考虑到同义词语义上的差别有位同学坚持认为下面他写的这句话正确：The birds escaped at the sight of our approach. 殊不知，此处用fled 语义更准确，指小鸟见到有人来仓皇飞走的样子。实际上两个词只要有一个意义相同就可以被认为是同义词。但一般认为，绝对的同义词是几乎没有，所谓绝对的同义词是指在任何场合下都能互换使用的词。同义词往往表示的概念意义相同，而其他特征有差异。例如，语域（register）,也就是词汇的正式程度不同，有些非常正式，属于正式语言，有些属于方言俚语。他们适用的语体不同，有的是口语，有的是方言等。每组同义词可以根据他们的语体差异构成一个等级级差。在这个等级级差中，我们用词汇的语体差异来进行区分。例如，有三个同义词为一组的，我们称之为同义词等级级差三分法。最多一般有五分法，也就是说这组同义词分别用于五种不同的语体：书面语、中性、口语、俚语和古语。有些语体相同的同义词还可以在同一语篇中重叠使用，重叠的数量越多，他们之间的语义关系越松散。由于这些重叠的词汇词性相同，在句子中的句法特点相同，我们可以用“同义结构”来代替“同义词”。例如“The visitors were delighted，cheerful and good-tempered”，本句中这三个词虽然也可以论为同义词，但其词义有相当大的区别，或者说他们只在本句中互为同义；而这三个词与其他词汇搭配在其他语境中使用并不一定互为同义，更不一定能相互代替。因此，同义词在某种程度上是一个模糊的概念，在特定的语境中使用一定要进行筛选。
2.2 词的搭配比较随意以Chomsky为代表的语言学家从选择限制的角度来研究搭配问题，词的搭配取决于两点：一是语法规则，二是词汇的语义特征。从大学生的写作当中可看出：犯第一种错误的主要是大学非专业低年学生；而几乎所有的学生都犯第二类错误。由于英语中一些同义词的出现，使得许多学习者在写作或口语表达中不知该选那个词与主词项或“节”（note）来搭配。例如，strong tea 还是powerful tea？学习者感到茫然。
2.3 母语的影响当然，语言迁移有母语正迁移也有负迁移，对于汉语和英语这两种差异性很大的而语言来说，负迁移表现较正迁移明显了许多。由于不同的文化背景，形成了人们的思维方面的差异，因而语言的组织和表达就有了相当大的区别。例如，汉语中一个“坏（变质腐坏）”可与许多词搭配，所以中国人常说“坏了的——熏肉、黄油、鸡蛋、牛奶、一道菜等” ；而在英语中，表达“变质腐坏”这一概念的同义词有rancid, addled, sour, rotten等，我们习惯说rancid bacon/butter, addled egg, sour milk, rotten butter/egg。再如， 表达“一群”的同义词有a flock of, a herd of, a school of, a pride of等，汉语中“一群”这个词可与许多词连用，而英语中我们习惯说“a flock of sheep, a herd of cows, a school of wheels, a pride of lions.”，以汉语为母语的英语学习者，由于受母语习惯性搭配的影响，在这些搭配中总是犯错误，他们把一个词条与很多词汇用在一起，不得不引起我们的高度关注。
3启示
3.1 我国外语教学，从教师的教学理念、教学方法、教材等各方面还处于滞后的状况。有调查显示，中学教师对语法、阅读、听说、语用知识等五项的重视程度以10分赋值由高到低为：语法（8.36），词汇（7.93），阅读（6.71），听说（4.38），语用知识（3.60）。大学时，英语教师重视程度为阅读（7.69），词汇（7.14），听说（6.74），语用知识（5.67），语法（4.43）。由此可看出，学习者的语用能力培养并没有得到重视。学习语言的最终目标是应用，所以，学习者语用能力的培养从一开始学习就应该适当渗透，这样可以有效避免学生在搭配（尤其是自由搭配）时出现的错误。这个问题的解决应该从教材的编写、改进教学方法两方面入手。
3.2 学习者在使用同义词时应当避免母语负迁移的影响，注意他们之间的差异：语义上的差异；语体和感彩上的差异；词的搭配和位置上的差异。
3.2.1 在语言表达中，尽力用英语进行思维，不能只看其表面的汉语意义。例如，关于描述“雨”一词，英语中就有好几个对应词，storm, tempest, downpour, cloudburst, thunderstorm, drizzle, shower等，含义各异，其中storm, tempest描述暴风雨；downpour, cloudburst是指大暴雨；thunderstorm是雷阵雨；drizzle是毛毛细雨；shower是指阵雨，而 “rain”只是一个总称。再例如，在下面这句话中用greatly, largely, highly, fairly那个更合适呢？You may be a good singer, but it is ______ unlikely that you will make it big. Looks are important, too. It is unlikely that…或 It is not likely that…通常是指“某事是不太可能的”或“某事不大有希望的”。根据本句句义及所提供的四个近义词的词义，推断本句该用highly，而大多数同学却选了fairly 和其他。因此，在选用词汇时，不能只看词的表面意义，本句中，如果只看表面意义，这四个词均可表示程度，而highly 相当于extremely 可准确修饰unlikely 表明本句句义。
3.2.2 不同的同义词出现在不同语体中，带有语体色彩。例如home 属于表达“家”这个意义的普通词，几乎适用于一切场合，而domicile就很正式，residence比较正式，abode只用于诗体，diminutive非常正式，tiny 用于口语中，wee用于方言中。上面已经提到，英语中一般出现五种语体。因此，英语中的同义词在使用时一定要考虑语体，不能随意使用。其次，一些同义词在表达感彩上是有一定区别的。根据同义词感彩上的差异，通常把他们分为褒义、中性和贬义或高雅、中性和粗俗类词汇。例如，statesman是褒义词，而politician是贬义词；再比如“瘦”可以用slender，slim，lean, thin，underweight，gaunt，lanky，skinny等来表达，而slender表示“苗条”，是褒义的，skinny却是贬义的，underweight则是中性的词。前面提到，由于历史的原因，现代英语除本族语外，还包括大量的法语和拉丁来源的词，这就使英语的同义词相当丰富。总的来讲，英语本族语大多听起来朴素、亲切，大量用于口头表达：法语来源的词庄重文雅，多与行政、宗教、军事、服饰等有关；拉丁来源的词，书卷味浓，如ask，question，interrogate这三个不同来源的同义词在不同的主题、对象、情景下用法就不一样。
3.2.3 学习同义词最困难的部分莫过于词的搭配。一般来说词的搭配主要是由固定搭配和一些自由搭配组成。通过大量数据调查，语言学家们发现人们自然话语中的70%都是由那些固定、半固定的语块结构来实现的。这便提醒了学习者英语中的确存在着一些固定的语言结构，我们应该不断总结和记住他们。英语中的自由搭配不等于随意搭配，他们一定是建立在一些规则基础之上的，例如纵聚合规则（paradigmatic rules）和横组合规则（syntagmatic rules）等。因此，学习者在一组同义词中选用最恰当的一个词汇时，应该注意这些规则。
总之，在英语写作用词实践中，区分同义词的用法是相当重要的。要准确使用一组同义词中的某一个，一定得考虑本文所提到的各个因素。只有准确、得体的用词，信息才能得到有效地传递。
参考文献：
[1]胡壮麟，彭宣维.语义学概论[M].北京：北京大学出版社，2006.
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本书分为三部分，第一部分为非线性与复杂性动力学：物理系统中的应用：1.太阳系中的自然运输机理；2.能实现有效的低能耗低冲力月球转移的一种新的方法；3.太阳扰动下的地月场景中的低能量地晕转移；4.双循环模型与耦合循环限制性三体问题近似解之间的关系；5.应用于航天器重构中的自适应网格重划分；6.椭圆限制性三体问题中相空间的制图研究：于太阳-木星-小行星系统中的应用；7.为了吸附与解吸的动力学数据确定朗格缪尔模型的参数；8.悬浮沉淀物对湍流边界层结构的影响；9.比较二元反应与三元反应的波茨模型的重正化群理论研究；10.CaX6（X=B或C）的力学性能；11.一种智能型垃圾分类机器人的系统设计；12.证明畸形波事件中波相一致性的证据；13.不考虑电荷情况下的兰姆位移的量子力学处理；14.用基于中心的分类方式来分类土耳其气候带；15.利用光流法来确定积雨云的移动；16.南极洲欺骗岛福斯特港口的水动力模拟。
第二部分为非线性与复杂性动力学：生物系统中的应用：1.一个环形拓扑刺激性环境中的特征选择神经元场方程的局域活动状态；2.用容积环测定呼吸系统中的内在分形动力学。
第三部分为非线性与复杂性动力学：金融系统中的应用，这一部分包括以下内容：1.运用模糊逻辑来预测项目支出；2.为什么你必须考虑在金融数学中的自引发优化方法；3.税收最大化关税模型中一个合适的不确定角色；4.利率的期限结构能预测通货膨胀与现实经济活动：来自土耳其的非线性证据？5.股票市场指数的多维尺度分析。
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一、综合自动化系统实践课程特点
现代工程问题的复杂化需要学生具有综合化的知识结构，融合了多项工程技术，培养学生以系统化的思维方式对待工程问题，通过不断完善实践教学模式、构建科学合理的教学评价标准，使学生工程技术的综合应用与创新能力得到提高。
二、任务驱动教学法
任务驱动教学法的主要特点是“以任务为主线、教师为主导、学生为主体”。任务设计原则是：与知识点密切联系，涵盖教学内容绝大多数知识点；与学生生活或兴趣相关，激发学习动机；要有层次性，难易适中；要有明确可操作性[3]。
三、任务驱动教学法的应用
结合实践课程内容的综合性、学生的专业背景不同的特点，通过多年实践教学的摸索发现，基于建构主义学习理论的任务驱动教法运用在实践教学中能将众多的知识点有机的结合在一起，充分调动学生学习主观能动性，激发学生学习兴趣，保证实践教学顺利进行。
1.根据课程特点明确教学目标。在任务的完成过程中培养学生分析、解决问题的能力、动手能力和工程技术的综合应用能力。
2.任务的分解设计。课程分为理论与实践两部分，理论部分主要结合实践系统，采用案例法讲授各种技术的理论基础及具体应用，包括自动化系统硬件结构、各部分功能、工作原理及涉及应用技术；自动化系统的软件结构、控制流程及数据库技术在系统中的应用，内容涵盖了工业生产设备自动控制所必备的基础知识，这部分内容为后续的实践奠定了理论基础，并在实践中不断强化、提高。实践部分采用任务驱动教学法，根据实践课程涉及的知识点、所要达到教学目标以及实践课程依托的自动化系统的特点，具体的实践任务可分解如下：①工艺流程过程控制。使学生对生产过程中后台主控的调度及管理工作的过程及重要性有一定的认识，在任务中学生要思考的内容是自动化立体仓库收发货是如何控制的？数据库是怎样进行信息的储存及传递的？系统自动收发货的优缺点？②嵌入式运动控制器在立体仓库中应用。要求学生能够根据需要改变堆垛机的控制方式，通过堆垛机控制软件改变堆垛机运行参数。通过任务的完成熟悉立体仓库仓位寻址方法，了解堆垛机离线控制、在线控制（Profibus通讯），任务中学生要思考的内容是立体仓库还有哪些寻址方式，各自特点是什么？实践系统立体仓库的寻址方式相对其它种类的寻址方法有什么优势和劣势？③基于Profibus现场总线的网络控制。要求学生能够将现场设备正确设置连接到现场总线系统中，分析主从站之间通讯方式及数据传送规约。通过任务完成学生清楚profibus现场总线工作的原理，分散式控制系统的特点，进而了解当代工业网络化控制的相关知识。④系统电气控制分析。要求学生能够根据电气图分析系统几种电机的控制流程及各自特点，能够进行一些简单的电路故障排除。通过任务使学生了解继电器、PLC、运动控制器控制电机的区别、各自特点，学会变频器的使用。⑤s7-200 PLC系统控制及在线监控。要求学生确定硬件系组连接完好的基础上，完成PLC系统气动及电动控制并分析各自特点。通过任务的完成学生掌握了PLC的工作原理，了解PLC怎样与继电器、变频器、电磁阀等元器件配合使用，能够通过通讯电缆将PLC连接到装有step7-micro/win32软件的PC机上，正确设置后在线监控流水线控制程序的运行。⑥S7-200 PLC编程与应用。结合流水线控制程序深入学习S7-200PLC编程方法，编写PLC控制程序，通过实验台验证程序的控制效果。⑦GT-400系列运动控制器应用。要求学生能够采用运动控制器控制伺服电机运行轨迹。通过任务使学生了解运动控制系统的主要组成及电气连接，在熟悉伺服电机、编码器、运动控制器的工作原理及控制方法的基础上，实现伺服电机的开环控制和闭环控制，并注意它们的控制效果的差异。其中前五项任务为基本任务，是每个学生必须完成的，后两项任务为选择研究型任务，学生可就自己的兴趣进行选择。
3.任务教学法实施过程中注意问题。①充分研究实践课程内容，明确教学目标。实践课程内容涉及多学科、多专业、多项工程技术，教学目标是培养学生工程技术的综合应用能力，认真研究实践课的内容，将课程涉及的知识点通过不同的任务有机结合起来，既要涵盖所有知识点，又要突出重点，每个任务的设计要有明确的目标，引导学生从多角度思考问题，采用多种方法解决问题，从而培养学生工程技术的综合应用能力。②充分考虑学生的特点，提高学生学习积极性。课程面向全校多专业本科生，因此，每学期选课的学生来自不同专业和学科，专业基础不一样，要合理安排任务的难易程度，充分考虑学生的现有的知识水平、能力和兴趣等，任务设计要有层次，基本任务要为大部分学生所接受，但又不能过于简单而流于形式，任务的设计要贴近工程实际应用，让学生在完成任务的过程中得到工程技术应用的真实体验，从而调动学生学习的积极性。③积极发挥教师的主导作用。在任务的执行中，教师要对学生进行有效指导，在小组任务分配的时候，要考虑学生个性、专业差异，做到个性互补，专业互助，从而更好完成任务。在任务的执行中，要及时发现学生遇到的问题，并给予有效指导，启发学生多方位、多角度思考问题，引导学生从工程应用的角度思考、处理问题。④制定合理的评价标准。任务完成效果的评价主要包括任务分析、任务执行、任务总结三个部分。任务分析反映了学生对任务所涉及的技术理论的掌握程度；任务执行反映了学生技术理论的应用能力、与人沟通协作的能力，也就是实践能力；任务总结反映了学生自我评价及相互评价的能力，通过这三个环节使学生完成了从理论认识、动手实践到理论提升的整个过程，合理的评价标准不仅能如实地反应学生的学习情况，及时对教学中产生的问题进行调整，还可有效调动学生学习积极性，从而保证教学的顺利进行，提高教学质量。
采用任务驱动的教学方法能充分调动了学生学习的主动性，使学生真正成为课堂的主体，教师成为学生学习的引导者。学生由被动接受者转变成主动探究者，让学生从教师精选出的有限任务中，主动地获得本质的、规律的、综合的内容[3]，但在采用这一方法时要深入研究、分析教学内容，确保任务设计的合理性，在任务的实施过程中教师要有效引导，制定合理的考核办法，这样才能保证学生在完成任务的过程中各方面的能力得到提升。
参考文献：
[1]杨洪雪.任务驱动式教学方法的特点及过程设计[J].教学与管理，2006，（30）.
[2]丛培丽.探究任务驱动教学法[J].中国教育技术装备，2011，（3）.
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1资料与方法
1.1一般资料
在新生儿感染无创呼吸机通气护理管理中应用追踪方法学，实施前后护理人员无变动，护理单元共有护理人员11名，其中主管护师4名，护师3名，护士4名；护理人员年龄19～45岁，平均年龄（31.2±4.6）岁；其中本科学历7名，专科学历4名，选择实施前（2018年1—6月）患儿为实施前组，选择实施后（2017年7—12月）患儿为实施后组，患儿入选标准：①足月新生儿；②肺部感染诊断明确且行无创呼吸机通气支持；③新生儿体重>2500g。排除标准：①合并其他器官系统感染；②合并先天性肺部或心血管系统疾病。实施前组患儿54例，其中男性28例，女性26例，年龄2～26d，平均（11.4±3.6）d，实施后组患儿49例，患儿年龄4～25d，平均年龄（11.6±3.4）d，两组患儿性别、年龄差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。
1.2方法
（1）成立追踪检查小组：科室成立追踪检查小组，由护士长担任组长，两名主管护师担任组员，要求组员均接受过追踪方法学相关培训，了解相关流程，熟悉相关调查方法。（2）个案追踪：对护理个案进行追踪调查，自入院至出院，对整个护理过程进行追踪分析，对护理过程中存在的问题及护理文书缺陷情况进行记录分析。并对患儿家属及责任护士进行访谈，内容包括护士对患儿家属的宣教情況，健康指导相关内容的知晓程度。对主管护士访谈相关的护理措施掌握程度、护理措施落实情况、手卫生依从情况等。追踪结果：①护理措施落实不到位。②手卫生依从性偏低，手卫生指征掌握不准确。③护理文书记录不及时，部分护理操作缺乏可溯源性。④患儿家属宣教情况尚满意，患者对疾病认知、呼吸机支持的必要性以及患儿呼吸机支持阶段的风险等有充分了解。（3）系统追踪：对因肺部感染的病例进行系统追踪，主要包括以下几个方面：①是否有新生儿呼吸机支持的标准护理流程；②是否有相关的培训制度及落实措施；③是否有相关的考核措施。追踪结果：①科室有相关的标准护理流程。②有相关的培训制度，但落实情况不满意，培训时间间隔和培训内容缺乏计划性，随机性较大。③存在相关的考核措施，但是措施细节欠缺，不能全面评价护理过程。（4）持续改进针对患儿个案追踪及系统追踪结果，改进护理措施，修订流程及制度。①严格落实护理措施，修改护理记录表达，每次护理记录有签名，交接班对护理内容有核查。②每月进行定期手卫生培训及考核，加强手卫生管理，增强手卫生意识。③定期进行新生儿呼吸机支持的标准护理流程及护理措施培训，提高护理的实际操作和理论水平。④修订护理考核措施，增加条目，确保能够覆盖新生儿肺部感染呼吸机支持护理全过程等护理内容。通过对追踪结果中问题的改进，不断提高护理管理的措施及水平。（5）效果追踪评价：连续进行6个月的追踪方法学改进，对实施后6个月及实施前6个月的护理质量及护理满意度进行评价，追踪护理质量的改进效果。
1.3评价指标
采用护理满意度评分表对护士基础护理、整体护理进行评分。并比较患儿住院时间及呼吸机支持时间。
1.4统计方法
数据分析采用SPSS17.0统计学软件，计量资料以（x±s）表示，采用t检验，P<0.05为差异有统计学意义。
2结果
2.1追踪方法学实施前后护理质量变化
追踪方法学实施后基础护理评分，整体护理评分及护理文书评分均高于实施前，差异有统计学意义（P<0.05）。见表1。
2.2追踪方法学实施前后治疗情况
追踪方法学实施后患儿呼吸机支持时间及住院时间均少于实施前，差异有统计学意义（P<0.05）。见表2。
3讨论
肺部感染是引起新生儿死亡的主要原因之一，新生儿的呼吸系统发育不完善，而且呼吸肌力量薄弱，发生肺部感染后，不仅肺泡容易塌陷，而且分泌物不容易排出，易堵塞呼吸道，发生呼吸窘迫及呼吸衰竭的风险极高。在新生儿肺部感染的治疗中，呼吸支持是重要技术手段，呼吸机支持不仅能够改善肺部的通气和换气功能，而且能够维持肺泡的张力，减少肺泡塌陷的风险。新生儿呼吸机支持过程中，虽然能够改善患儿的乏氧状态，但是仍面临呼吸支持带来的风险，诸如呼吸机相关肺损伤、呼吸机相关感染等，不仅影响患儿的康复，而且也可能造成附加的损伤，甚至影响患儿的顺利康复，也可能成为患儿不良预后的原因。在呼吸支持过程中，对呼吸道进行合理的管理，能够减少呼吸支持对呼吸及循环系统的不利影响，对于提高患儿呼吸支持的质量具有重要的意义。在呼吸支持过程中，采取合理的护理措施能够改善患儿的预后。因此在患儿的治疗过程中，提高护理质量对于改善呼吸支持的效果，促进患儿的康复具有积极的作用[3-4]。
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Comparative evaluation of the diagnostic method in 162 cases of tuberculous lymphadenitis
WANG Lixia1 ZHU Fang1 SHEN Wei2 ZHU Yijun3
1.Department of Pathology， Jinhua Central Hospital in Zhejiang Province， Jinhua 321000， China；2.Department of Hepatobiliary Surgery， Jinhua Central Hospital in Zhejiang Province， Jinhua 321000， China；3.Department of Laboratory， Jinhua Central Hospital in Zhejiang Province， Jinhua 321000， China
[Abstract] Objective To evaluate the diagnostic method in 162 cases of tuberculous lymphadenitis. Methods A—total of 162 cases of tuberculous lymphadenitis were performed by fine needle aspiration cytology（FNAC），as well as acid—fast bacillus stain（AFB）， culture and PCR； Results Among the 162 cases， 117 cases were TB—DNA positive（117/162，72.2%）， while the positivity of AFB was 43.8% （71/162），and culture was 61.1%（99/162）； In 61 definitely diagnosed tuberculous lymphadenitis by FNAC cases， the positive rate of PCR and of culture were significantly higher than which of AFB （P < 0.01）， and in 101 cases which diagnosed suspiciously， the positive rate of PCR was higher than which of AFB and culture （P < 0.01）.The positive cases of AFB and culture were all TB—DNA positive； FNAC combined with PCR can diagnose 80.9% tuberculous lymphadenitis clearly. Conclusion FNAC combined with PCR to test TB—DNA is the most simple and effective diagnostic method of tuberculous lymphadenitis.
[Key words] Fine needle aspiration；Cytology；Polymerase chain reaction；Tuberculosis；Lymph node
结核病可通过空气经呼吸道传播，目前全球结核病疫情仍相当严峻[1]。我国为世界第二大“结核国”，仅次于印度。近年来肺外结核病的发病率呈明显上升且持续上升趋势，主要又以浅表淋巴结结核为首，因此探索一种简便有效的淋巴结结核的确诊方法是迫切而首要的任务。现将我院于2008年1月～2010年6月诊断为淋巴结结核的162例病例情况总结分析，探讨各诊断方法的优越性及局限性。
篇9
近代生物学研究主要是以分子生物学和细胞生物学研究为主。研究方法皆采用典型的还原论方法。目前为止，还原论的研究已经取得了大量的成就，在细胞甚至在分子层次对生物体都有了很具体的了解，但对生物体整体的行为却很难给出系统、圆满的解释。生物科学还停留在实验科学的阶段，没有形成一套完整的理论来描述生物体如何在整体上实现其功能行为，这实际上是还停留在牛顿力学思想体系的简单系统的研究阶段。但是生物体系统具有纷繁的复杂性[1，2]。尽管对一个复杂的生物系统来说，研究基因和蛋白质是非常重要的，而且它将是我们系统生物学的基础，但是仅仅这些尚不能充分揭示一个生物系统的全部信息。这种研究结果只限于解释生物系统的微观或局部现象，并不能解释系统整体整合功能的来源，不能充分揭示一个生物系统的信息，且忽略了系统中各个层面的交互、支持、整合等作用,限制了生物学研究的发展。在这种现状下，20世纪末人类基因组计划完成后，生物学领域的科学家都在考虑一个问题：未来生物学研究的方向在哪里？为此学术界也不乏辩论。得出的共识是：生物学的发展未来主要面对如下问题：(1)如何弄清楚单一生物反应网络，包括反应分子之间的关系、反应方式等；(2)如何研究生物反应网络之间的关系，包括量化生物学反应及生物反应网络；(3)如何利用计算机信息及生物工程技术进行生物反应，生物反应网络，乃至器官及生物体的重建。
早在1969年，Bertalanfy LV就提出了一般系统理论(general systems theory)，他在文章中指出生物体是一个开放系统，对其组成及生物学功能的深入研究最终需要借助于计算机和工程学等其他分支学科才能完成[3]。1999年，由Leroy Hood创立的系统生物学(systems biology)则是在以还原论为主流的现代生物学中反其道而行之，把这种以整体为研究对象的概念重新提出。他给系统生物学赋予了这样的定义，系统生物学(systems biology)是研究一个生物系统中所有组成成分(基因、mRNA、蛋白质等)的构成，以及在特定条件下这些组分间的相互关系的学科。换言之，以往的实验生物学仅关心基因和蛋白质的个案，而系统生物学则要研究所有的基因、所有的蛋白质、组分间的所有相互关系。显然，系统生物学是以整体性研究为特征的一种大科学，是生物学领域革命性的方法论。以胡德的观点，基因、蛋白质以及环境之间不同层次的交互作用共同架构了整个系统的完整功能。因此，用系统的方法来理解一个生物系统应当成为并正在成为生物学研究方法的主流。利用系统的方法对其进行解析，综合分析观察实验的数据来进行系统分析。具体通过建立一定的数学模型，并利用其对真实生物系统进行预测来验证模型的有效性，从而揭示出生物体系所蕴涵的奥秘，这正是生物学研究方法的关键所在。
1 系统生物学的主要研究内容
系统生物学主要研究实体系统(如生物个体、器官、组织和细胞)的建模与仿真、生化代谢途径的动态分析、各种信号转导途径的相互作用、基因调控网络以及疾病机制等[4，5]。
系统生物学的首要任务是对系统状态和结构进行描述，即致力于对系统的分析与模式识别，包括对系统的元素与系统所处环境的定义，以及对系统元素之间的相互作用关系和环境与系统之间的相互作用的深入分析。具体如生物反应中反应成分之间的量的关系，空间位置，时间次序，反应成分之间的因果关系，特别是反馈调节和变量控制等有关整个反应体系的问题等。其次要对系统的演化进行动态分析，包括对系统的稳态特征、分岔行为、相图等的分析。掌握了系统的基本演化机制，使系统具有目标性和可操作性，使之按照我们所期望的方向演化，也有助于我们重新构建或修复系统，为组织工程学的组织设计提供指导。另外，系统科学对生物系统状态的描述是分层次的，对不同层次进行的描述可能是完全不同的；系统科学对系统演化机制的分析更强调整体与局部的关系，要分析子系统之间的作用如何形成系统整体的表现、功能，而且对系统整体的每一行为都要找出其与微观层次的联系。
系统生物学的研究包括两方面的内容。首先是实验数据的取得，这主要包括提供生物数据的各种组学技术平台，其次是利用计算生物学建立生物模型。因此科学家把系统生物学分为“湿”的实验部分（实验室内的研究)和“干”的实验部分（计算机模拟和理论分析)。“湿”、“干”实验的完美整合才是真正的系统生物学。
系统生物学的技术平台主要为各种组学研究。这些高通量的组学实验构成了系统生物学的技术平台。提供建立模型所需的数据，并辨识出系统的结构。其中包括基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、相互作用组学和表型组学计算生物学通过建模和理论探索。可以为生物系统的阐明和定量预测提供强有力的基础。计算生物学包括数据开采和模拟分析。数据开采是从各实验平台产生的大量数据和信息中抽取隐含其内的规律并形成假说。模拟分析是用计算机验证所形成的假说，并对拟进行的体内、体外生物学实验进行预测，最终形成可用于各种生物学研究和预测的虚拟系统。计算生物学涉及一些新的数学原理和运算规则，需要物理和数学来研究生物学的最基本的原理，也需要计算科学、信息学、工程学等进行生物工程重建和生物信息传递的研究。
2 系统生物学的研究思路及特点
系统生物学识别目标生物系统中的各种因素，然后构架一个系统模型，在其中赋予这个生物系统能动性。在此模型中研究细胞、组织、器官和生物体整体水平，研究结构和功能各异的各种分子及其相互作用，并通过计算生物学来定量描述和预测生物功能、表型和行为。系统生物学最大的特点即整合。这里的整合主要包括三重含义。首先，把系统内不同性质的构成要素(DNA、mRNA、蛋白质、生物小分子等)整合在一起进行研究；其次，对于多细胞生物，系统生物学要实现从基因到细胞、到器官、到组织甚至是个体的各个层次的整合。第三，研究思路和方法的整合。经典的分子生物学研究是一种垂直型的研究，即采用多种手段研究个别的基因和蛋白质。而基因组学、蛋白质组学和其他各种“组学”则是水平型研究，即以单一的手段同时研究成千上万个基因或蛋白质。而系统生物学的特点，则是要把水平型研究和垂直型研究整合起来，成为一种“三维”的研究[6]。
3 系统生物学的研究方法
系统生物学最重要的研究手段是干涉(perturbation)。系统生物学的发展正是由于对生物系统的干扰手段不断进步促成的。干涉主要分为从上到下(top-down)或从下到上(bottom-up)两种。从上到下，即由外至里，主要指在系统内添加新的元素，观察系统变化。例如，在系统中增加一个新的分子以阻断某一反应通路。而从下到上，即由内到外，主要是改变系统内部结构的某些特征，从而改变整个系统，如利用基因敲除，改变在信号传导通路中起重要作用的蛋白质的转录和翻译水平[7]。
目前国际上系统生物学的研究方法根据所使用研究工具的不同可分为两类：一类是实验性方法，一类是数学建模方法。实验性方法主要是通过进行控制性的反复实验来理解系统[8，9]。首先明确要研究的系统以及所关注的系统现象或功能，鉴别系统中的所有主要元素，如DNA、mRNA、蛋白质等，并收集所有可用的实验数据，建立一个描述性的初级模型(比如图形的)，用以解释系统是如何通过这些元素及其之间的相互作用实现自身功能的。其次在控制其他条件不变的情况下，干扰系统中的某个元素，由此得到这种干扰情况下系统各种层次水平的一些数据，同时收集系统状态随时变化的数据，整合这些数据并与初级模型进行比较，对模型与实际之间的不符之处通过提出各种假设来进行解释，同时修正模型。再设计不同的干扰，重复上面的步骤，直到实验数据与模型相一致为止。
数学建模[10，11]方法在根据系统内在机制对系统建立动力学模型，来定量描述系统各元素之间的相互作用，进而预测系统的动态演化结果。首先选定要研究的系统，确定描述系统状态的主要变量，以及系统内部和外部环境中所有影响这些变量的重要因素。然后深入分析这些因素与状态变量之间的因果关系，以及变量之间的相互作用方式，建立状态变量的动态演化模型。再利用数学工具对模型进行求解或者定性定量分析，充分挖掘数学模型所反映系统的动态演化性质，给出可能的演化结果，从而对系统行为进行预测。
4 当代系统生物学研究热点
基因表达、基因转换开关、信号转导途径，以及系统出现疾病的机制分析等四个方面是目前系统生物学研究的主要阵地。
基因组医学(genomic medicine)是以人类基因组为基础的生命科学和临床医学的革命。生命科学和临床医学结合，将人类基因组研究成果转化应用到临床实践中，是后基因组时代最重要的研究方向之一。人类基因组计划从完成和多种疾病相关的基因研究发现，迅速进入到蛋白质组学、染色体组和人类疾病基因的研究，通过单基因或复杂多基因疾病的相关基因研究和疾病易感因素分析，达到揭示基因与疾病的关系之目的；遗传背景与环境因素综合作用对疾病发生发展的影响；为疾病的诊断、预防和治疗、预后和风险预测提供依据。基因组医学将大大提高我们对健康和疾病状态的分子基础的认识，增强研制有效干预方法的能力。
后基因组(post-genome)的交叉学科研究是目前生命科学研究的前沿。交叉学科是一个新的研究领域，范围非常广阔，如基因组、蛋白质组、转录组等等，从而出现许多新的交叉学科。
细胞信号转导(signal transduction)的研究是当前细胞生命活动研究的重要课题。细胞信号转导蛋白质组学是功能蛋白质组学的重要组成部分。系统地研究多条信号转导通路中蛋白质及蛋白质间相互关系及其作用规律，细胞信号转导通路网络化，其作用模式、通路、功能机制、调控多样化，细胞信号转导结构、功能、途径的异常在癌症、心血管疾病、糖尿病和大多数疾病中起重要作用。对细胞信号转导机制的了解，已成为创新药物、防病治病的关键。细胞信号转导不是一门单一学科，而是多种学科，如细胞学、生物化学、生物物理学和药理学等多学科的交叉学科。
5 现阶段系统生物学存在的问题
目前的系统生物学研究还只是初步使用动力学建模方法来定量描述系统的动态演化行为，这种方法对简单巨系统是适用的，但是在运用到复杂适应性系统时就会表现出很多的局限性，有很多问题就不能解决。生物体系统的复杂程度超乎我们的想象，现阶段不宜研究整个生物体系统，可以从研究“小系统”(生物体中具有一定功能、相对独立的部分，将其看成一个“系统”)开始，当然如何正确地分析这个小系统本身也不是件易事。
5.1现有技术水平的限制
着眼于整体的系统生物学对技术、仪器的依赖性大大超过传统的分子生物学。高通量、大规模的基因组及蛋白质组等的发展都是建立于新技术、新仪器出现基础之上。就目前的技术水平来讲，距系统生物学所要求达到的理想水平还相差很远。由于技术发展的不均衡造成了系统中各个水平上的研究不均衡。基因组和基因表达方面的研究已经比较成熟，而在其他水平如蛋白质、小分子代谢物等的研究仍处于起步阶段。各种蛋白质在数量上的巨大差异是全面分析低丰度蛋白质的一大障碍。而低丰度蛋白往往是最重要的生物调节分子，如何加强对低丰度蛋白的高通量研究，将是对蛋白质组应用前景的重要保障。同样，如何研究系统内存在的非遗传性分子即细胞中存在的成百上千的独立的代谢底物及其他各种类型的大小分子，它们在基因表达、酶的构象形成等方面有着重要作用。建立适当的方法来系统检测这些分子的变化是系统生物学能否发展的关键。
5.2分析水平的限制
系统的复杂性决定了全面分析的复杂性。人类基因组计划的实施提供了庞大的信息资源，已让人眼花缭乱，而对于较核苷酸复杂得多的蛋白质及代谢物等的分析将是更大的挑战。如何系统而详尽地为公共数据库中的信息加上注解，对这些复杂数据进行储存和分析将成为系统生物学发展的瓶颈。
[参考文献]
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篇10
中医学是生命科学的一个组成部分，以整体观、辨证论治、方剂干预为鲜明特色，是一门应用信息进行调控(通过测定和改变系统的输入和输出来调节系统的状态)，并将其作为主要医疗手段的医学[1]。中医对接诊的患者首先采取以外揣内的方法，通过四诊获取人体处于何种状态的信息，再通过各种辨证方法对这些信息加以分析，最后按照中药性味及方剂中最佳配伍的信息组合进行组方，用以调动机体这个复杂系统的自修复能力，把人体不平衡的病理状态调整到平衡的最佳状态，抵御外部入侵，从而使之向健康状态转化。这种“整体观”、“动态观”、“辨证观”是中医理论的特色，与系统生物医学有着共同的哲学基础，研究思路也不谋而合。因此，中医的发展可以借鉴系统生物医学等现代生命科学成果，从更高层次的信息流上去开展研究。
中医学的整体观虽然具有系统科学的思想，也具有一定的优越性，但在几千年的自身发展过程中，仍驻足于哲学和经验的层次上，以阴阳、五行、气血等概念阐述人体生理病理变化，并未“自上而下”地继续下去，缺乏物质作用基础的局部分析研究，属于“黑箱操作”，在它指导下的整体调节也只是“知其然，不知其所以然”的过程，没有揭示事物的内在本质，无法解释系统内部组成成分和动力学过程。而系统生物学“系统整合”的观点与中国传统医学的“整体观念”，在核心思想上具有高度相似性，但系统生物学研究仍以还原论为主，是从最简单的系统，如单个细胞入手进行研究，再将多个简单的系统通过研究网络，“自下而上”地构建出完整而复杂的人体生命系统，把人体生物系统化为“白箱”，不仅要了解系统的结构和功能，而且还要揭示出系统内部各组成成分的相互作用和运行规律。因此，系统生物学的思路恰好能够弥补传统医学的缺陷，以促进传统医学的完善并向真正系统医学方向发展。
2 系统生物学与中药
2.1 中药的系统性
中药作为一个复合体系，多是配方使用，作用靶点多，涉及多个基因和细胞，从整体上调节人体的平衡和内环境的稳定。其有效性的物质基础是其中所含的化学成分，也正是这些同类及不同类的化学成分(或组分间)相互作用、相互配合，才表现出了四气、五味、归经、升降浮沉、毒性等药性。中药组方后，单味药的活性成分重新组合，或生成新的有效物质，或相互协同而增加疗效，或相互拮抗而降低疗效，或减小毒性，或增加毒副作用等，从而构成了新的更高一层的系统，并在与人体作用时，其活性成分与靶系统之间发挥强大的系统与系统的作用。
正是中药的这种系统性决定了仅以提取有效成分、以单体疗效来评价中药整体疗效或复方研究的只拆不合的方法，必然无法得到其本质属性。所以，中药既需要研究单味药及复方中各化学成分的理化性质及生物活性，又需要研究化学成分间的反应规律及与人体作用的靶系统和其协同作用方式。西方医学对中药复方的研究方法往往是采用“解剖麻雀”的方法拆方试验，以期最终找出作用明确的活性成分，但不能反映方剂中药物的君臣佐使配伍规律。因此，中药要想继续保持强大的生命力，既不能囿于“整体观”而拒绝发展，也不能仅停留在提取、提纯有效成分的水平上，而应该以中医药理论为指导，借助现代生物医学的研究方法，上升到对中药系统性的研究，以建立一个全新的与现代学科同质的理论体系。
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2.2 中药复方
中药复方体现了中医学的整体观念和辨证论治思想，对药物的合理选择体现了君臣佐使等配伍理论，通过综合调节机体的机能和平衡，祛邪扶正、标本同治等发挥作用。但临床使用的多数中药及中药复方不被西方医学界认可，而这些中药复方又是中国传统医学中的精髓。中药复方药效成分群与人体之间存在非线性的复杂作用关系。中药复方作用机理和配伍评价的研究必须牢牢把握中药复方作用的整体性特征，这种整体性本质上体现为中药与人体两个复杂系统的相互作用，并形成一个更高级的系统整体。只有在中医药理论指导下，结合现代科学技术，深刻地揭示这两个系统间的相互作用关系，才能全面深入地阐明中药复方配伍理论、作用机理及其药效物质基础。
中药复方的作用是由多种活性成分分别作用于不同器官和不同靶点，相互协同，对机体从生理病理上进行调理，经整合调节而发挥复方的综合疗效，因此，复方中药应作为一个整体进行研究。为了建立能评价复方中药质量的新方法，我们有必要引入化学物质组学理论，因其可以从分子水平的物质基础和作用机理层次揭示中药复方配伍规律，来开展方证相应的中药复方配伍研究。通过化学物质组学表征药物干预系统的组成及相互关系，通过系统生物学刻画生物系统的应答过程，进一步整合分析两个系统间的交互关系，即系统揭示化学物质组的变化与生物系统应答的时空响应的相关性，实现方-证信息的关联。
3 结语
篇11
[基金项目] 国家自然科学基金项目（81473362）;北京中医药大学创新团队发展计划项目（2011-CXTD-13）
[通信作者] *董玲，副研究员，硕士生导师，主要从事新剂型给药系统研究，Tel：（010）64286245，E-mail：;*刘洋，副教授，硕士生导师，主要从事药物代谢研究，Tel：（010）84738629，E-mail：
[作者简介] 隗丽，硕士研究生，E-mail：
多成分多靶点的中药特点已经成为学术界共识[1]，中药复方的作用与复方中有效成分的含量和配比关系密切。而固体制剂中药物发挥治疗作用需要经过药物溶出和吸收2个关键步骤。因此，在研制中药复方释药系统中，使两者处于良好的匹配状态，才能确保中药各组分不仅能吸收完全，而且可以确保中药复方各组分按照比例吸收[2]。中药生物药剂学分类系统设立的主要目的是在药物发现阶段（discovery）对中药多成分整体的生物药剂学特征评价，并为下一步的药物开发阶段（development）提供剂型选择支持和成药性保障，主要利用溶解性和渗透性作为科学框架的分类依据。对已上市中成药的评价，CMMBCS也能起到积极作用，此时更适合于采用溶出度评价方法，结合中药多成分的特点，建立符合中药特色的溶出评价体系。因此，本研究采用中医经典《伤寒论》[3]中葛根芩连汤的现代制剂葛根芩连片，探索其多成分环境下的主要成分溶出规律及特点，重点考察可能影响成分吸收时序的多成分溶出同步性问题。
1 材料
1.1 仪器
Waters液相色谱系统（600四元泵，美国Waters公司），2487双波长紫外检测器，Empower2工作站;电子分析天平（BT-25S，北京赛多利斯仪器有限公司）;pH酸度计（FE20，梅特勒-托利多仪器上海有限公司）;智能溶出仪（ZRS-8G，天津天大天发有限责任公司）。
1.2 药物
葛根素对照品（批号110752-200912），黄芩苷对照品（批号110715-201117），盐酸小檗碱对照品（批号110713-200911）均购买于中国食品药品检定研究院。葛根芩连片（陕西利君现代中药有限公司，批号110201005，规格0.3 g）。
1.3 试剂
甲醇（色谱级）购买于Fisher公司（美国）;娃哈哈纯净水购买于娃哈哈集团公司（中国杭州）。三乙胺、盐酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、氢氧化钠、一水枸橼酸、磷酸氢二钠等试剂（均购自北京化工厂）都为分析纯。
2 方法
2.1 溶液制备
2.1.1 对照溶液配置 取装量差异项下的片剂，除去包衣，研细，精密称取适量（约相当于1片的平均质量），加适量甲醇使溶解，加溶出介质制成每1 mL中约含0.6 mg药物的溶液，作为对照溶液。
2.1.2 溶出介质配制 pH 1.0盐酸溶液配制：量取盐酸溶液9 mL，加水稀释至1 000 mL，即得;pH 4.0缓冲液配制：取一水枸橼酸12.90 g，取磷酸氢二钠27.25 g，加水1 000 mL溶解，即得;pH 6.8缓冲液配制：取磷酸二氢钾1.70 g和磷酸氢二钾1.78 g，加水溶解稀释至1 000 mL，即得;pH 7.4缓冲液配制：取磷酸二氢钾6.81 g，加0.1 mol・L-1氢氧化钠溶液395 mL稀释至1 000 mL，即得。
2.2 溶出度试验条件
采用《中国药典》2010年版溶出方法及模拟人体消化道体内环境的5种溶剂分别测定。具体操作如下：取本品，照溶出度测定法（药典2010年版二部附录XC）[4]，方法为桨法，转速为100 r・min-1;溶出介质为模拟人体生理环境的5种pH溶液;取样20 mL，并及时补液，取出的溶液置于蒸发皿中挥干，再用1 mL纯净水溶解，过0.45 μm微孔滤膜，即得供试样品;取样时间为5，10，15，30，45，60 min。
2.3 溶出度测定方法
采用高效液相色谱法测定，根据相关参考文献[5]，色谱条件为：Thermo Scientific，Hypersil C18色谱柱（4.6 mm × 250 mm，5 μm）;流速1.0 mL・min-1;检测波长270 nm;柱温室温;进样量10 μL;流动相：流动相A为缓冲溶液（1%三乙胺，1%乙酸，用磷酸调pH到3.0），B为甲醇，梯度洗脱程序为：0～12 min，24%B;12～13 min，24%～28%B;13～19 min，28%B;19～20 min，28%～33.8%B;20～37.5 min，33.8%B;37.5～38.5 min，33.8%～41%B;38.5～60 min，41%～75%B。
2.3.1 转速的选择 采用药典2010年版二部附录XC第二法装置，以900 mL水为溶剂，测定前对仪器装置进行必要的调试，使桨叶底部距溶出杯的内底部（25±2） mm。分别量取经脱气处理的去离子水，置各溶出杯内，待溶出介质温度恒定在（37±0.5） ℃后，将供试品投入溶出杯中，转速选择100，75，50 r・min-1试验，于5，10，15，30，45，60 min时取样测定溶出量（多成分累积溶出度加和），见表1。从结果可知，确定本品溶出度测定转速为100 r・min-1。
表1 不同转速时供试品的平均溶出度
Table 1 The average dissolution of samples at different speed
t/min
平均溶出度/%
100 r・min-175 r・min-150 r・min-1
55.84.05.4
1014.97.09.6
1529.510.413.5
3059.227.915.9
4593.038.131.2
60105.765.740.2
2.3.2 溶液稳定性考察 将葛根芩连片于5种不同的pH溶出介质中进行溶出度测定，依法操作，将供试品溶液分别于不同时间点测定供试品9个主要成分的峰面积，并以葛根素保留时间计算各个峰的相对保留时间，葛根芩连片中主要成分在2 h之内稳定性良好（RSD<5%），稳定性实验数据见表2。
表2 不同介质中各峰的峰面积RSD
Table 2 The RSD of every peak area in different dissolution media
峰号相对保留时间
各峰的峰面积RSD/%
pH
1.0pH
4.0pH
6.8H2OpH
7.4
峰10.730.90.7 0.3 1.3 0.3
峰2（葛根素）1.002.50.2 1.2 0.3 2.1
峰31.071.40.9 2.3 1.8 1.2
峰41.162.33.9 1.81.9 4.1
峰51.312.20.9 2.6 1.5 2.6
峰6（小檗碱）1.732.40.4 7.8 1.5 0.3
峰72.2510.32.8 3.2 2.4 1.7
峰8（黄芩苷）3.210.14.5 1.8 6.6 1.8
峰93.234.84.71.0 4.0 1.0
3 结果
3.1 溶出曲线的测定结果
取本品制剂，在上述5种溶出介质中进行溶出曲线测定，以取样时间为横坐标，以溶出度为纵坐标，绘制溶出曲线图，见图1。
A. pH 1.0;B. pH 4.0;C. pH 6.8;D. H2O;E. pH 7.4（图2同）。
图1 复方葛根芩连片9种成分在5种不同pH溶出介质中的溶出曲线
Fig.1 The dissolution curves of nine components from Gengen Qinlian tablets in five different pH dissolution media
3.2 溶出数据分析
3.2.1 采用非模型依赖法-相似因子法（f2）分析 相似因子f2的数学表达式为：
f2=50×log1+1/n∑nt=1Rt-Tt2-0.5×100
其中Rt和Tt分别为参比药物和试验药物在时间t时的溶出度，n为测定时间点总数。一般认为f2在50～100，可认定两者的释放行为相似。本实验将不同溶出介质中2号峰（葛根素）的溶出曲线作为参比对照曲线，相同溶出介质中其他峰的溶出曲线和参比对照曲线进行比较，以考查葛根芩连片中的9种成分在溶出介质中释放特性。复方葛根芩连片中主要成分与2号参比峰（葛根素）相比，计算f2结果见表3。
3.2.2 复方葛根芩连片剂中9种成分溶出行为聚类分析 采用聚类分析方法对复方葛根芩连片中9种成分于不同溶出介质中的溶出曲线进行聚类分析，即将每个测定条件下的9种成分溶出曲线看成是5维空间上的9个点，以2号峰（葛根素）为参比峰，采用层次聚类法对上述不同溶出介质中各个峰的溶出行为进行分类，见图2。
3.2.3 体外溶出结果小结 采用上述2种方法对溶出曲线相似性进行评价，可以看出：根据相似因子计算结果表明，4号峰所代表的成分的体外溶出行为与2号参比峰（葛根素）的溶出行为最接近，在4
表3 与2号参比峰（葛根素）相比f2计算结果
Table 3 The results of calculation of f2 compared with peak 2 （puerarin）
峰号
f2因子
pH 1.0pH 4.0pH 6.8H2OpH 7.4
峰17664794952
峰2（葛根素）-----
峰36577615781
峰45492889088
峰57676787879
峰6（小檗碱）6572757454
峰74963484331
峰8（黄芩苷）6965704345
峰96755586048
种溶出介质中两者的f2值均大于80，仅在pH 1.0的盐酸溶液中二者相似性略低。7号峰所代表的成分的体外溶出行为与2号参比峰（葛根素）的溶出行为相差最远，在4种溶出介质中两者的f2值均小于50，仅在pH 4.0磷酸盐溶液中二者溶出行为表现为相似。3号峰、5号峰所代表的成分和6号峰（小檗碱）在5种溶出介质中的溶出行为与2号参比峰（葛根素）的溶出行为相似性良好。
根据聚类分析结果表明，在pH 1.0溶出介质中1号峰所代表的成分溶出行为与2号参比峰（葛根素）最为接近，4号峰所代表的成分溶出行为与2号参比峰（葛根素）相差最远;在pH 4.0溶出介质中4
图2 5种不同pH介质中9种成分树状图
Fig.2 The tree diagrams of nine components from Gengen Qinlian tablets in five different pH dissolution media
号峰所代表的成分溶出行为与2号参比峰（葛根素）最为接近，9号峰所代表的成分溶出行为与2号参比峰（葛根素）相差最远;在pH 6.8溶出介质4号峰所代表的成分溶出行为与2号参比峰（葛根素）最为接近，7号峰所代表的成分溶出行为与2号参比峰（葛根素）相差最远;在水介质中4号峰所代表的成分溶出行为与2号参比峰（葛根素）最为接近，7号峰和9号峰所代表的成分溶出行为与2号参比峰（葛根素）相差最远;在pH 7.4溶出介质中3号峰和4号峰所代表的成分溶出行为与2号参比峰（葛根素）最为接近，1号峰和7号峰所代表的成分溶出行为与2号参比峰（葛根素）相差最远。
以上的分析结果表明，尽管2种分析和评价方法不同，分析结果略有差异，但分析和评价的结论基本一致。
4 讨论
本实验选择了pH 1.0，4.0，6.8，水和pH 7.4共5种溶液作为溶出介质，分别模拟复方葛根芩连片在胃液和不同肠段肠液中的溶出。以葛根芩连方中9种主要成分的溶出作为研究对象，考查其在不同溶出介质中溶出规律及特点，根据体外溶出能更好地预测其在体内不同吸收部位的吸收情况[6-7]。
本研究表明，复方葛根芩连方中9种主要成分在溶出介质的溶出不完全具有同步性，峰7和峰8（黄芩苷）所代表的成分与2号参比峰（葛根素）溶出同步性相差较远，峰3，4，5，和6（小檗碱）所代表的成分与2号参比峰（葛根素）具有完全的溶出同步性，峰1和峰9与2号参比峰（葛根素）也具有较一致的溶出同步性。这种溶出同步性表明，这几种成分在任意时刻的释放至溶出介质中各组分比例保持不变，并且这种比例的恒定与几种成分在复方葛根芩连中配比一致，这种同步释放正是体现出了中药配伍的特点。
模拟生物介质的溶出度方法在建立体外溶出和体内吸收相关性方面至关重要[8]，并且通过药物制剂体外溶出曲线计算溶出指数[9]，这也是生物药剂学分类标准的补充，因此溶出度研究也是课题组建立CMMBCS的重要研究内容。课题组在CMMBCS的研究过程中，对中药的溶出度评价方法按照由简至繁的过程不断推进，从单味药材散剂[10]深入到本研究的复方中药片剂，从单一成分溶出度评价深入到本研究的多成分溶出度评价，并重点关注可能引起吸收时序差异的溶出同步性问题。本研究建立的葛根芩连片中9种主要成分的体外溶出曲线测定方法，虽不能做到每种成分的明确定性，但却探索到了一条绕开对照品种类瓶颈限制而进行生物药剂学相关研究的道路。
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Application of multicomponent dissolution evaluation method of
biopharmaceutics classification system of Chinese materia
medica in Gegen Qinlian tablets
WEI Li1， WANG Guo-peng2， DONG Ling1*， TANG Ming-min1， ZHANG Lei1， ZHU Mei-ling1， LIU Yang1*
（1. Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100102， China;
2. Zhongcai Health （Beijing） Biological Technology Development Co.， Ltd.， Beijing 100055， China）
篇12
当前，由各种Omics组学技术，如基因组学（DNA测序），转录组学（基因表达系列分析、基因芯片），蛋白质组学（质谱、二维凝胶电泳、蛋白质芯片、X光衍射、核磁共振），代谢组学（核磁共振、X光衍射、毛细管电泳）等技术，积累了大量的实验数据。约有800多个公共数据库系统和许多分析工具可利用通过互联网来解决各种各样的生物任务。生物数据的计算分析基本上依赖于计算机科学的方法和概念，最终由生物学家来系统解决具体的生物问题。我们面临的挑战是如何从这些组学数据中，利用已有的生物信息学的技术手段，在新的系统层次、多水平、多途径来了解生命过程。整合生物信息学便承担了这一任务。
图1简单描述了生物信息学、系统生物学与信息学、生物学以及基因组计划各个研究领域的相关性。可以看出基因组计划将生物学与信息学前所未有地结合到了一起，而生物信息学的兴起是与人类基因组的测序计划分不开的，生物信息学自始至终提供了所需的技术与方法，系统生物学强调了生物信息学的生物反应模型和机理研究，也是多学科高度交叉，促使理论生物学、生物信息学、计算生物学与生物学走得更近，也使我们研究基因型到表型的过程机理更加接近。虚线范围代表整合生物信息学的研究领域，它包括了基因组计划的序列、结构、功能、应用的整合，也涵盖了生物信息学、系统生物学技术与方法的有机整合。
整合生物信息学的最大特点就是整合，不仅整合了生物信息学的研究方法和技术，也是在更大的层次上整合生命科学、计算机科学、数学、物理学、化学、医学，以及工程学等各学科。其生物数据整合从微观到宏观，应用领域整合涉及工、农、林、渔、牧、医、药。本文将就整合生物信息学的生物数据整合、学科技术整合及其他方面进行初步的介绍和探讨。
二、生物数据挖掘与整合
生物系统的不同性质的组分数据，从基因到细胞、到组织、到个体的各个层次。大量组分数据的收集来自实验室（湿数据）和公共数据资源（干数据）。但这些数据存在很多不利于处理分析的因素，如数据的类型差异，数据库中存在大量数据冗余以及数据错误；存储信息的数据结构也存在很大的差异，包括文本文件、关系数据库、面向对象数据库等；缺乏统一的数据描述标准，信息查询方面大相径庭；许多数据信息是描述性的信息，而不是结构化的信息标示。如何快速地在这些大量的包括错误数据的数据量中获取正确数据模式和关系是数据挖掘与整合的主要任务。
数据挖掘是知识发现的一个过程，其他各个环节，如数据库的选择和取样，数据的预处理和去冗余，错误和冲突，数据形式的转换，挖掘数据的评估和评估的可视化等。数据挖掘的过程主要是从数据中提取模式，即模式识别。如DNA序列的特征核苷碱基，蛋白质的功能域及相应蛋白质的三维结构的自动化分类等。从信息处理的角度来说，模式识别可以被看作是根据一分类标准对外来数据进行筛选的数据简化过程。其主要步骤是：特征选择，度量，处理，特征提取，分类和标识。现有的数据挖掘技术常用的有：聚类、概念描述、连接分析、关联分析、偏差检测和预测模型等。生物信息学中用得比较多的数据挖掘的技术方法有：机器学习，文本挖掘，网络挖掘等。
机器学习通常用于数据挖掘中有关模式匹配和模式发现。机器学习包含了一系列用于统计、生物模拟、适应控制理论、心理学和人工智能的方法。应用于生物信息学中的机器学习技术有归纳逻辑程序，遗传算法，神经网络，统计方法，贝叶斯方法，决策树和隐马尔可夫模型等。值得一提的是，大多数数据挖掘产品使用的算法都是在计算机科学或统计数学杂志上发表过的成熟算法，所不同的是算法的实现和对性能的优化。当然也有一些人采用的是自己研发的未公开的算法，效果可能也不错。
大量的生物学数据是以结构化的形式存在于数据库中的，例如基因序列、基因微阵列实验数据和分子三维结构数据等，而大量的生物学数据更是以非结构化的形式被记载在各种文本中，其中大量文献以电子出版物形式存在，如PubMed Central中收集了大量的生物医学文献摘要。
文本挖掘就是利用数据挖掘技术在大量的文本集合中发现隐含的知识的过程。其任务包括在大量文本中进行信息抽取、语词识别、发现知识间的关联等，以及利用文本挖掘技术提高数据分析的效率。近年来，文本挖掘技术在生物学领域中的应用多是通过挖掘文本发现生物学规律，例如基因、蛋白及其相互作用，进而对大型生物学数据库进行自动注释。但是要自动地从大量非结构性的文本中提取知识，并非易事。目前较为有效的方法是利用自然语言处理技术NLP，该技术包括一系列计算方法，从简单的关键词提取到语义学分析。最简单的NLP系统工作通过确定的关键词来解析和识别文档。标注后的文档内容将被拷贝到本地数据库以备分析。复杂些的NLP系统则利用统计方法来识别不仅仅相关的关键词，以及它们在文本中的分布情况，从而可以进行上下文的推断。其结果是获得相关文档簇，可以推断特定文本内容的特定主题。最先进的NLP系统是可以进行语义分析的，主要是通过分析句子中的字、词和句段及其相关性来断定其含义。
生物信息学离不开Internet网络，大量的生物学数据都储存到了网络的各个角落。网络挖掘指使用数据挖掘技术在网络数据中发现潜在的、有用的模式或信息。网络挖掘研究覆盖了多个研究领域，包括数据库技术、信息获取技术、统计学、人工智能中的机器学习和神经网络等。根据对网络数据的感兴趣程度不同，网络挖掘一般还可以分为三类：网络内容挖掘、网络结构挖掘、网络用法挖掘。网络内容挖掘指从网络内容/数据/文档中发现有用信息，网络内容挖掘的对象包括文本、图像、音频、视频、多媒体和其他各种类型的数据。网络结构挖掘的对象是网络本身的超连接，即对网络文档的结构进行挖掘，发现他们之间连接情况的有用信息（文档之间的包含、引用或者从属关系）。在网络结构挖掘领域最著名的算法是HITS算法和PageRank算法（如Google搜索引擎）。网络用法挖掘通过挖掘相关的网络日志记录，来发现用户访问网络页面的模式，通过分析日志记录中的规律。通常来讲，经典的数据挖掘算法都可以直接用到网络用法挖掘上来，但为了提高挖掘质量，研究人员在扩展算法上进行了努力，包括复合关联规则算法、改进的序列发现算法等。
网络数据挖掘比单个数据仓库的挖掘要复杂得多，是一项复杂的技术，一个难以解决的问题。而XML的出现为解决网络数据挖掘的难题带来了机会。由于XML能够使不同来源的结构化的数据很容易地结合在一起，因而使搜索多个异质数据库成为可能，从而为解决网络数据挖掘难题带来了希望。随着XML作为在网络上交换数据的一种标准方式，目前主要的生物信息学数据库都已经提供了支持XML的技术，面向网络的数据挖掘将会变得非常轻松。如使用XQuery 标准查询工具，完全可以将 Internet看作是一个大型的分布式XML数据库进行数据浏览获取、结构化操作等。
此外，数据挖掘还要考虑到的问题有：实时数据挖掘、人为因素的参与、硬件设施的支持、数据库的误差问题等。
一般的数据（库）整合的方法有：联合数据库系统（如ISYS和DiscoveryLink）, 多数据库系统（如TAMBIS）和数据仓库（如SRS和Entrez）。这些方法因为在整合的程度，实体化，查询语言，应用程序接口标准及其支持的数据输出格式等方面存在各自的特性而各有优缺点。同时，指数增长的生物数据和日益进步的信息技术给数据库的整合也带来了新的思路和解决方案。如传统的数据库主要是提供长期的实验数据存储和简便的数据访问，重在数据管理，而系统生物学的数据库则同时对这些实验数据进行分析，提供预测信息模型。数据库的整合也将更趋向数据资源广、异质程度高、多种数据格式、多途径验证（如本体学Ontology的功能对照）、多种挖掘技术、高度智能化等。
三、生命科学与生物信息学技术的整合
生物信息学的研究当前还主要集中在分子水平，如基因组学/蛋白质组学的分析，在亚细胞、细胞、生物组织、器官、生物体及生态上的研究才刚刚开始。从事这些新领域的研究，理解从基因型到表型的生命机理，整合生物信息学将起到关键性的作用。整合生物信息学将从系统的层次多角度地利用已有的生物、信息技术来研究生命现象。另外，由其发展出的新方法、新技术，其应用潜力也是巨大的。图2显示了生命科学与生物信息学技术的整合关系。
目前生命科学技术如基因测序、QTL定位、基因芯片、蛋白质芯片、凝胶电泳、蛋白双杂交、核磁共振、质谱等实验技术，可以从多方面，多角度来分析研究某一生命现象，从而针对单一的实验可能就产生大量的不同层次的生物数据。对于每个技术的数据分析，都有了大量的生物信息学技术，如序列分析、motif寻找、基因预测、基因注解、RNA分析、基因芯片的数据分析、基因表达分析、基因调控网络分析、蛋白质表达分析、蛋白质结构预测和分子模拟、比较基因组学研究、分子进化和系统发育分析、生物学系统建模、群体遗传学分析等。整合生物信息学就是以整合的理论方法，通过整合生物数据，整合信息技术来推动生命科学干实验室与湿实验室的组合研究。其实践应用涉及到生物数据库的整合、功能基因的发现、单核苷酸多态性/单体型的了解、代谢疾病的机理研究、药物设计与对接、软件工具以及其他应用。
在整合过程中，还应该注意以下几方面内容：整合数据和文本数据挖掘方法，数据仓库的设计管理，生物数据库的错误与矛盾，生物本体学及其质量控制，整合模型和模拟框架，生物技术的计算设施，生物信息学技术流程优化管理，以及工程应用所涉及的范围。
四、学科、人才的整合
整合生物信息学也是学科、教育、人才的整合。对于综合性高等院校，计算机科学/信息学、生物学等学科为生物信息学的发展提供了学科基础和保障。如何充分利用高校雄厚的学科资源，合理搭建生物信息学专业结构，培养一流的生物信息学人才，是我们的任务和目标。
计算机科学/信息学是利用传统的计算机科学，数学，物理学等计算、数学方法，如数据库、数据发掘、人工智能、算法、图形计算、软件工程、平行计算、网络技术进行数据分析处理，模拟预测等。生物信息学的快速发展给计算机科学也带来了巨大的挑战和机遇，如高通量的数据处理、储存、检索、查询，高效率的算法研究，人工智能的全新应用，复杂系统的有效模拟和预测。整合生物信息学的课程设计可以提供以下课程：Windows/Unix/Linux操作系统、C++/Perl/Java程序设计、数据库技术、网络技术、网络编程、SQL、XML相关技术、数据挖掘，机器学习、可视化技术、软件工程、计算机与网络安全、计算机硬件、嵌入式系统、控制论、计算智能，微积几何、概率论、数理统计、线性代数、离散数学、组合数学、计算方法、随机过程、常微分方程、模拟和仿真、非线性分析等等。
生物学是研究生命现象、过程及其规律的科学，主要包括植物学等十几个一级分支学科。整合生物信息学的课程设计可以提供以下课程：普通生物学、生物化学、分子生物学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、发育生物学、病毒学、免疫学、流行病学、保护生物学、生态学、进化生物学、神经生物学、基础医学、生物物理学、细胞工程、基因工程、分子动力学、生物仪器分析及技术、植物学、动物学、微生物学及其他生物科学、生物技术专业的技能课程。
作为独立学科的生物信息学，其基本的新算法，新技术，新模型，新应用的研究是根本。课程涉及到生物信息学基础、生物学数据库、生物序列与基因组分析、生物统计学、生物芯片数据分析、蛋白质组学分析、系统生物学、生物数据挖掘与知识发现、计算生物学、药物设计、生物网络分析等。另外，整合生物信息学的工程应用，也需要了解以下学科，如生物工程、生物技术、医学影像、信号处理、生化反应控制、生物医学工程、数学模型、试验设计、农业系统与生产等。
此外，整合生物信息学的人才培养具有很大的国际竞争压力，培养优秀的专业人才，必须使其具备优良的生物信息科学素养，具有国际视野，知识能力、科研创新潜力俱佳的现代化一流人才。所以要始终紧跟最新的学术动态和发展方向，整合学科优势和强化师资力量，促进国际交流。
五、总结及展望
二十一世纪是生命科学的世纪，也是生物信息学快速不断整合发展的时代，整合生物学的研究和应用将对人类正确认识生命规律并合理利用产生巨大的作用。比如进行虚拟细胞的研究，整合生物信息学提供了从基因序列，蛋白结构到代谢功能各方面的生物数据，也提供了从序列分析，蛋白质拓扑到系统生物学建模等方面的信息技术，从多层次、多水平、多途径进行科学研究。
整合生物信息学是基于现有生物信息学的计算技术框架对生命科学领域的新一轮更系统全面的研究。它依赖于生物学，计算机学，生物信息学/系统生物学的研究成果（包括新数据、新理论、新技术和新方法等），但同时也给这些学科提供了更广阔的研究和应用空间，并推动整个人类科学的进程。
我国的生物信息学教育在近几年已经有了长足的进步和发展。未来整合生物信息学人才的培养还需要加强各学科有效交叉，尤其是计算机科学，要更紧密地与生命科学结合起来，共同发展，让我们的生命科学、计算机科学和生物信息学的教育和科研走得更高更前沿。
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合成生物学的主要内容不包括利用现有的天然生物模块构建新的调控网络并表现出新功能。
合成生物学是以工程学理论为指导，设计和合成各种复杂生物功能模块、系统甚至人工生命体，并应用于特定化学物生产、生物材料制造、基因治疗、组织工程等的一门综合学科。它涉及微生物学、分子生物学、系统生物学、遗传学、材料科学以及计算机科学等多个学科。合成生物学代表了生物系统设计的新趋势，其诞生可以追溯到二十世纪六七十年代出现的多种技术和认识，包括基因电路的研究、基因转录的蛋白调控以及DNA重组技术等。合成生物学的最终
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