大數據背景下的中藥現代化

夏于芬,梁光平

(1.貴陽中醫學院 第二附屬醫院 藥學部,貴州 貴陽 550003； 2.暨南大學 中藥及天然藥物研究所,廣東 廣州 510632)

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大數據背景下的中藥現代化

夏于芬1,梁光平2*

(1.貴陽中醫學院 第二附屬醫院 藥學部,貴州 貴陽 550003； 2.暨南大學 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勢的傳統文化，目前正處于發展的十字路口，它置身于現代化與國際化的熱潮中，面臨著前所未有的機遇和挑戰。隨著現代科學技術的不斷發展，中藥開發也迎來了自己的大數據時代。簡述了大數據的概念和特點，分析了在大數據背景下中藥現代化面臨的問題，提出建立中藥資源-療效數據庫的設想，以期為現代中藥的開發提供參考。

中藥現代化;大數據;中藥資源-療效數據庫;中藥開發

隨著生命科學技術的發展，新藥研發水平不斷提高，使得人類治病用藥發生了重大變化，而這些變化使得醫和藥等相關個體之間的關系更加密切，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。大數據時代的到來，如何更好地利用好這些資源，更有效地開發出高效低毒的現代中藥成為值得深思的問題。筆者有一管之見僅供探討。

1 大數據概述

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

大數據(Big Data)技術的興起，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系，通過大數據，分析挖掘出小數據無法提取的有價值信息，服務于經濟社會發展，大數據技術被稱為引領未來繁榮的三大技術變革之一[1]。

2 中藥現代化

中藥現代化是指將傳統中藥的特色和精髓融入現代科學技術、現代學術思想、現代科學文化中，按照國際認可的GMP、GCP、GLP等標準規范對中藥進行研發、生產和管理，并適應當今社會發展需求[2]。但中藥現代化是一個復雜而又艱巨的系統工程，囊括了許多方面，如中藥理論、實踐應用、療效和不良反應以及資源持續利用等問題。

2.1 大數據思維與中藥現代化

大數據分析是基于所有的數據，要求從多層次全方位理解和分析數據或現象。中醫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。對于中藥本身而言，其自身是由各種化學成分組成的整體。因此，大數據的思維和人體組成以及中醫藥基本理論均有很多相似之處。

在民族藥領域，包括中藥、蒙藥、藏藥、苗藥等在內的中國傳統藥學均具有典型的大數據特征。首先，包含大量的數據信息。僅中藥領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生的數據信息，其規模之大可想而知。其次，數據具有復雜性。我國的傳統藥學由于使用時間悠久，因而積累了很多關于用藥治病的實踐經驗。經現代醫學研究也證明了多數藥材均具有多種不同的藥理活性。如人參[3]除了對人體的應激性、中樞神經系統、內分泌系統、循環系統等有作用外，還具有明顯的降血糖效果，而且還可以對造血系統、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信息，由此可見中藥數據信息的復雜性。通過分析靈活運用這些龐大、多類別的數據，可以得到讓人意想不到的價值。

2.2 中藥現代化存在的問題

2.2.1 中藥的穩定性 中藥的穩定性包括藥材品種、生產技術方面的穩定性，而藥材品種的穩定性是決定中藥穩定性的關鍵因素。導致其不穩定的原因主要在于：①藥用資源分布的廣泛性，且受各個地區生態環境以及土壤質地的影響，所培育繁殖的中藥材質量存在一定的差異；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確而產生質量不穩定；③中藥材品種栽培技術推廣力度不夠，粗放的管理方式，進而出現單產量低、質量水平低的情況[4]。

2.2.2 中藥藥效物質基礎 目前，對中藥藥效物質基礎的研究還處于對單味藥的藥效物質基礎研究的初級階段，對中藥復方的研究尚淺。在單味藥的藥效物質基礎研究中，又以各種提取分離手段對藥材化學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，為新藥的研發奠定基礎；由于單一成分是構成中藥復方制劑的物質基礎，所以對于單味藥成分的研究也為中藥復方的藥效物質基礎研究做好了鋪墊[5]。因此，對于單味藥的研究不能走純化學的老路，要將中醫藥基本理論作為前提，結合化學、藥理學為一體，建立一個能夠代表中醫藥理論下用藥的模型，并根據該模型反饋的信息來指導單味藥的藥效物質基礎研究，利用指紋圖譜等技術對藥效物質基礎進行指認。

2.2.3 分析檢測方法 隨著科學技術迅猛發展，越來越多的科學技術被用于中藥研究。但如何在中醫藥理論指導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。在藥效物質基礎研究中，核磁共振技術、質譜技術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藥理論，逐漸靠近西醫藥研發模式，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，其起效的物質基礎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，在短期內不容易表現出其毒副作用，使得中藥安全性評價工作存在一定難度。近年來應用各種生物學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毒理學藥物毒性評價的缺點，同時也節約了大量的人力、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 中藥開發思路 中醫藥與西醫藥是兩個不同的藥學理論體系，它們的發源不一樣，具有不同的理論指導思想和研究方法。西醫藥是建立在分析方法上的實驗科學，只有人類的生產力發展到一定程度上，才能滿足它發展的相應實驗條件，這種實驗科學才會誕生[6]，即對病灶進行治療以達到治療目的。而中醫藥是從形象具體的人轉變為抽象思維，再從抽象思維推導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，機體內部器官具有相輔相成的關系。目前，在中藥的開發工作中，由于技術層面的因素，大部分藥學工作者并未將中藥所包含的理論與實際聯系起來，對中藥的研究采取西藥的開發模式進行，違背了中醫藥本身所具有的特色。

2.3 未來的中藥現代化

2.3.1 建立大數據思維的中藥資源-療效數據庫 據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用等各個方面已經累計了大量科研數據，但目前并未對這些數據進行統計、歸納、總結。此外，由于環境的改變，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-療效數據庫顯得格外重要。

中藥資源-療效數據庫又稱為中藥資源-療效數據體系，即以地域或病癥或研究領域作為分類基準，收錄相關藥材信息以及“一藥多用”等數據庫，由現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、藥效物質基礎信息、藥理學研究信息、炮制增效減毒信息、方劑配伍信息、劑型開發信息、藥代及藥動學信息、臨床應用及其不良反應、藥名古今異同及其在方劑中的差異、醫藥規范術語、藥用資源生產消耗量及種類滅絕情況等一系列分類數據庫組成，并對這些信息進行整體分類分析及統計，定期更新的一個大型數據體系，具有數據量大、數據全面、時效性強等特征。它不僅對中藥研究的數據進行歸納，還對這些數據進行統計分析，以便于藥物工作者對信息及時掌握，更充分地利用現有的資源信息，從而更高效地開發中藥。

目前，該數據庫尚未建立，但其中包括的部分內容現已開展了相關工作。如部分省區的中藥資源數據庫、部分專屬藥材數據庫、物種基因數據庫、中藥不良反應數據庫、中藥方劑數據庫均正在建立或已建成，并取得一定進展。北京協和醫科大學藥用植物研究所陳士林研究員課題組與香港中文大學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。而在規范術語方面，也建立了“中醫臨床標準術語集”和“中醫臨床規范術語字典”等系統，2009年的研究成果“中醫臨床科研信息共享系統”還獲得了國家科技進步獎。但在藥效物質基礎、配伍、炮制、劑型、活性等各個基礎研究領域開展的相關工作卻相對滯后，特別是藥效物質基礎方面的研究工作，現雖已積累大量的數據，但不具有系統性，也未充分利用這些信息。

2.3.2 資源的持續利用及規范化 近年來，我國中藥資源的需求量、蘊藏量以及主產區分布等方面均發生了重大變化。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，導致生態不斷惡化，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，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[8]。中醫藥是我國傳承了幾千年的優秀文化，要將其繼續傳承下去并發揚光大，藥用資源的可持續利用成為藥學工作者不得不面臨的問題。要保證藥材資源的持續利用，筆者認為可從以下幾個方面考慮：

(1)統計市場常用中藥材每年的消耗量，據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。據不完全統計，目前中國已建有近500個中藥材規范化種植基地。但是，由于環境、地域、技術、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，種植所得藥材的質量還有待提高。

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

(3)利用現代生物技術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，可根據藥材的基因信息對其進行克隆復原以緩解資源匱乏問題。但克隆所得藥材的質量、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利用。如杜仲葉、銀杏葉、人工牛黃、人工麝香等均為成功開發的實例。

2.3.3 新技術新方法的使用 在大數據來臨的時代，各種科技手段相互影響，相互制約。將現代科技手段靈活應用是發展現代化中藥必不可少的途徑。回顧中藥理論可知，中醫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，現代中藥研究不應該停留于分子水平的研究，而應該基于多分子共同起效的基礎，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展，這為基于分子水平以上的中藥研究提供了新思路。結合中藥配伍理論和配位化學理論，多種藥效分子通過金屬離子配合形成復合物，再以金屬配合物或螯合物作為防病治病的物質將變為可能。目前，一些可作為運輸載體的金屬配合物應用于藥學領域中的研究數量也在逐年增加。

3 結語

中藥是我國優秀傳統文化的代表，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，它是中醫理論在藥物應用方面的具體化。作為中醫藥理論的一個重要組成部分，直接指導中藥的認識、應用。中藥理論和中醫理論在各自的發展中相互滲透，相互吸收，取長補短，從而推動了我國醫學的重大變革。

隨著現代醫學的發展，人們逐漸認識到生命體是一種多層次、多方位、多形式的物質系統。而中藥現代化是中藥發展的必經途徑，研究中藥的目的在于解決臨床實際問題，中藥的研究要發揮自己的整體優勢，使研究來自于臨床，又回到臨床實踐中去，加上中藥具備大數據特征，只要以開放的心態、創新的勇氣迎接大數據時代，就能更好地發揮中藥信息對中醫藥發展的重要作用。據此建立整體醫學及其方法論是中醫藥發展的必然趨勢。

中藥的巨大潛力并沒有充分發揮，至今仍不能滿足人們日益增長的需求。目前，對現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。其關鍵問題在于缺乏充分發揮其辨證思維和方法的技術手段，而且還混淆了中藥與天然藥物的區別。而大數據時代的到來以及數字技術的快速發展，為中藥現代化所需的技術體系革新提供了可能。隨著生命科學技術的發展，多學科的優勢集成促進了最基本的微觀過程和最復雜的宏觀過程的統一性認識。運用數字技術對海量的中藥信息進行整理、統計，對基于診療信息、資源數量、地域性疾病等已有的研究基礎進行分析總結，并將這些信息用于分析中醫臨床診療的療效和經驗知識，建立起中藥資源-療效體系，并將其他研究領域的技術方法引入到中藥現代化研究中，是中藥現代化研究和發展的重要課題。

[1] 鄭玲微.大步跨大數據時代[J].信息化建設,2013(1):11-13.

[2] 肖培根,肖小河.21世紀與中藥現代化[J].中國中藥雜志,2000,25(2):67-70.

[3] 郭秀麗,高淑蓮.人參化學成分和藥理研究進展[J].中醫臨床研究,2012,4(14):26-27.

[4] 王亭.中藥現代化的必要性以及實施途徑[J].現代養生，2014(7)： 283-283.

[5] 佟雷,高月娟,劉金麗.從傳統中藥向中藥現代化邁進過程中的若干問題探究[J].微量元素與健康研究,2013,30(3):27-28.

[6] 田泳.中西醫理論差異與中醫現代化[J].中國中醫基礎醫學雜志,2003,9(7):496-499.

[7] 王澤議.高科技護航第四次中藥資源普查[N].中國中醫藥報,2014-11-13(2).

[8] 梅智勝,萬艷芳,張文生,等.國家利益下的我國野生中藥資源保護[J].中國中醫藥信息雜志,2008,15(12):5-7.

(責任編輯：宋勇剛)

2015-06-04

貴陽中醫學院研究生教育創新計劃項目[NO.ZYYCX12018]

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

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

R2+03

A

1673-2197(2015)21-0001-03

10.11954/ytctyy.201521001