模块药理学通过对多维度、多靶点生物网络的系统解构阐释疾病复杂机制和药物多靶点相互作用关系,在疾病发生发展机制、病证生物学基础、中药多靶点药理机制解析、方剂组方配伍规律研究、中药复方新药发现等领域取得了应用进展.多组学数据和生物网络的复杂性特点为网络的模块化解构和应用带来障碍,该文研究构建了"模块药理计算平台"在线分析系统,针对定量表达谱数据和蛋白-蛋白相互作用(PPI)数据实现网络构建与模块划分、模块判别分析、主要模块分析、模块内关系分析、模块间关系分析、网络拓扑和可视化等功能,为基于模块药理学的复杂疾病和多靶点药物机制研究提供有力工具.平台将在疾病模块识别与关联机制、中医药科学原理解读、中药及方剂复杂作用机制解析、多靶点药物发现等领域具有广阔的应用空间.

目的:探究长三角地区医疗服务价格网络结构特征,为长三角地区医疗服务价格协同治理提供新的管理视角.方法:以长三角地区相关医保局为节点研究对象,基于社会网络分析方法,从网络密度及关联性、个体中心性和块模型角度分析价格联动网络结构特征.结果:第一,价格网络紧密程度低,稳定性差;第二,价格网络不均衡突出,不同医保局扮演角色不同;第三,价格网络板块空间聚集性明显,且存在空间溢出性.结论:医疗服务价格联动网络整体态势不容乐观,应充分整合网络优势,促进长三角地区医疗服务价格协同发展.

针对脑瘤图像分割网络的跳跃连接引起的语义特征传递不平衡,以及多尺度特征关联不足,导致细节特征丢失,从而造成对细小目标肿瘤的分割精度不佳的问题,提出一种改进的Res-Unet框架的分割模型.该模型引入多尺度注意力融合模块,通过混合多尺度特征使模型更好地适应不同尺寸的肿瘤;该模型在跳跃连接中引入空间注意力模块,增强特征表达同时避免无用信息的干扰,保留特征图空间细节特征;最后通过辅助分类器模块,在解码器部分对不同尺度特征图进行特征预测.使用BraTS2020数据集进行实验和评估,使用Dice系数来评估模型分割效果.结果显示,改进的网络在全肿瘤区域、肿瘤核心区域和增强肿瘤区域的Dice系数分别为0.8877、0.8229、0.8027,相比于通道注意力模型增强肿瘤区域和肿瘤核心区域的系数分别提升2.6%和0.14%,证明改进模型在脑瘤核磁共振图像分割的有效性和精确性.

目的 研究我国中医医院服务效率的动态变化情况和空间关联特征,为提高中医医院服务效率和优化资源配置提供参考.方法 收集 2012 年-2021 年我国 30 个省(自治区、直辖市)中医医院相关数据,运用超效率 SBM模型测算服务效率,使用社会网络分析法探析空间网络特征,采用 QAP 方法探究空间网络结构的形成机制.结果 2012 年-2021 年我国中医医院服务效率均值为 0.54,年均降幅为 1.70%.2012 年-2021 年网络密度全国均值为0.319,网络效率全国均值为 0.589,网络等级全国均值为 0.204,度数中心度、接近中心度、中介中心度的全国均值分别为 39.77、65.01、2.15.重庆、上海、江苏、北京、天津、广东和福建处于空间网络的核心地位.人均地区生产总值差异和老年抚养比差异会强化中医医院服务效率空间关联关系.结论 我国中医医院服务效率水平有待提升,省际间差异明显.中医医院服务效率空间网络具有较高的通达性和稳健性,等级结构不显著,整体均衡性较差且关联强度较低.人均地区生产总值和老年抚养比有助于中医医院服务效率空间网络的形成并产生空间溢出效应.

面对突发的自然和人为灾害,城市表现出极大的脆弱性.韧性城市形态被认为是化解城市脆弱性的关键得到关注,梳理国外研究成果对应对我国快速城市化进程中的不确定灾害风险具有重要意义.以韧性城市形态为主题,从概念与特征、形态要素韧性表现、评估及韧性设计等方面追踪国外研究进展.研究结果表明:国外文献重点探讨了形态与自然灾害的关联;韧性城市形态的概念尚未达成一致意见;从宏观、中观、微观空间层次视角探讨城市形态要素韧性表现成果较多;形态要素韧性评估集中于道路网络要素的韧性表现;形态要素韧性设计关键在于空间异质性.基于分析结果可知,我国未来研究重点应集中在全方位构建韧性城市形态研究框架、丰富并拓展形态要素韧性评估方法与技术、重视形态要素空间异质性等方面.

厘清农业生态效率空间关联的网络特征及驱动因素对践行绿色发展理念、实现区域协同治理具有重要意义.基于2001-2019年长江中游地区38个地级市的面板数据,采用超效率至强有效前沿最近距离(MINDS)模型测度各地级市的农业生态效率,运用引力模型对长江中游地区农业生态效率的空间关联关系进行识别,进而利用社会网络分析方法和二次指派程序(QAP)方法揭示其网络结构演化特征和驱动因素.研究表明:(1)长江中游地区农业生态效率的空间关联关系表现出复杂的网络结构形态,空间关联网络具有高通达性且等级结构趋于松散,但网络稳定性却趋于下降;(2)武汉市和长沙市在空间关联网络中居核心地位,既扮演中心行动者角色又兼具"中介"和"桥梁"功能;岳阳市、黄石市等省际边界地级市在网络中则扮演边缘行动者角色;(3)空间关联网络核心-边缘结构由"十五"时期的"大聚集、小分散"演变为"十三五"时期的"大分散、小聚集",核心区由中部聚集转变为向四周发散;(4)地理空间的邻接、地区农业产业地位、财政支出、经济发展水平的相近以及交通运输水平的差异均有助于空间关联网络的形成.

目的 构建一种集成神经网络模型实现类风湿关节炎(RA)中医证候分类,并探究其中的特征重要性和风险因素.方法 针对基于人工智能技术的RA中医证候多标签分类中存在的标签关联性差、泛化性能低等问题,提出一种集成神经网络模型——集成神经网络链(FEN).FEN模型采用一种基于深度神经网络的特征提取基分类器提取临床RA多标签样本的深层特征,增强RA特征区分度;根据协方差理论衡量标签相关性,调节分类器链的输入空间,减少RA错误信息传播和冗余度;并采用集成学习方法减小分类器链中不合理标签序列对RA特征分类的影响.此外,分析了RA中医证候主证和兼证的特征贡献度,挖掘其潜在的风险因素.结果 FEN模型的 10 折交叉验证性能参数汉明损失、1-错误率、准确度和F1 值分别为 0.003 6、0.024 8、97.52%、99.18%.与 7 种典型多标签分类器(分类器链、标签幂集、二进制关联、随机k-标签集、多标签K最近邻、集成分类器链和集成二进制关联)相比,FEN模型具有较好的分类性能.特征贡献度分析提示,主症和次症特征均可作为RA中医证候分类的重要指标,是影响主证和兼证分类的主要因素.结论 基于集成神经网络模型的RA中医证候分类器具有较高的分类精度和效率,对于RA的临床诊断和治疗具有重要参考价值.

目的 基于网络药理学和分子对接技术探讨补肾复方五子衍宗丸治疗肝纤维化的作用机制.方法 使用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP,http://lsp.nwu.edu.cn/tcmspsearch.php)数据库预测五子衍宗丸有效成分的靶点并通过Uniprot数据库进行靶点名称标准化;通过OMIM、Gene Cards、DisGeNET数据库收集肝纤维化靶点,通过韦恩图筛选活性成分靶点和疾病靶点基因的交集,获取五子衍宗丸治疗肝纤维化的潜在靶点;运用Cytoscape 3.9.0构建有效成分-靶点-肝纤维化网络,预测核心靶点,构建基于STRING平台的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络;利用微生信平台进行基因本体(GO)功能和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析;使用AutoDockTools软件,结合PPI网络及GO功能、KEGG通路分析,将核心靶点与有效成分进行对接验证.结果 获得五子衍宗丸活性成分84个,筛选出有效成分作用靶点179个,肝纤维化靶点798个,五子衍宗丸与肝纤维化交集靶点81个,经拓扑属性分析筛选得到五子衍宗丸26个活性成分、37个治疗肝纤维化关键靶点;根据"活性成分-靶点-通路"网络图,预测槲皮素、山柰酚、苦参碱、黄豆黄素为五子衍宗丸作用于肝纤维化的重要活性成分;RAC-α丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT1)、肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素-6(IL6)、细胞肿瘤抗原p53(TP53)、血管内皮生长因子A(VEGFA)等为核心靶点.GO功能富集分析的生物学过程(BP)主要与RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控、基因表达的正调控等关联;细胞组分(CC)主要与细胞外空间、细胞核等关系密切;分子功能(MF)主要与大分子复合物结合、蛋白激酶活性、RNA聚合酶Ⅱ核心启动子近端序列特异性DNA结合等相关.五子衍宗丸治疗肝纤维化途径主要包括化学致癌-活性氧信号通路、JAK-STAT信号通路、PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路等.核心成分槲皮素、山柰酚、苦参碱、黄豆黄素与核心作用靶点AKT1、TNF、IL6、VEGFA、CASP3等对接结合稳定,分子对接初步证明关键成分自发地与多个核心蛋白结合,可对多个关键靶点进行调控.结论 通过网络药理学及分子对接初步揭示补肾复方五子衍宗丸影响凋亡过程的正负调控、氧化应激、炎症因子、血管生成等反应过程,具有多成分、多靶点、多通路等作用特点,可为临床肝纤维化治疗中重视补肾法提供参考依据.

背景:传统的三维牙颌模型分割方法通常利用预定义的空间几何特征如曲率、法向量等作为牙齿分割的参考信息.目的:提出一种适用于复杂三维牙颌分割的算法并深度挖掘分割结果与应用场景之间的关联性.方法:建立基于结构特征和空间特征双流提取的三维牙颌分割算法,利用分流的模块化设计避免特征混淆.其中,结构特征流上的注意力机制用于捕获牙齿分割所需的细粒度语义信息,空间特征流上的Tran-Net用于保证模型对复杂牙颌分割的鲁棒性.该算法在包含健康牙颌和缺牙、错牙、牙列拥挤等复杂牙颌的临床数据集上验证有效性和可靠性,通过总体精度、均交并比、方向切割差异等评价指标衡量模型的分割性能.结果与结论:该算法在临床数据集上的总体分割精度为97.08%,分割效果从定性和定量的角度均优于其他竞争方法.验证了此次设计的结构特征流,通过构建注意力聚合机制从坐标和法向信息中可提取更精细齿形局部细节,设计的空间特征流通过构建变换网络(Tran-Net)可保证模型对缺牙、错牙、牙列拥挤等复杂牙颌的鲁棒性.因此,该牙齿分割算法对于临床医生实操参考具有较强的可靠性.

目的:从全基因组脑表达的角度揭示人脑结构相似网络(MSN)的生物学基础.方法:基于 194 名正常中老年受试者[男 88 名,女 106 名,平均年龄(57.56±7.76 岁)]的高分辨率三维T1 加权成像(3D-T1WI)和弥散张量成像(DTI)数据,提取7 个影像学特征指标,包括:皮层表面积、皮层厚度、灰质体积、高斯曲度、平均曲度、各向异性分数和平均扩散系数,构建MSN.同时借助艾伦人脑图谱(allen human brain atlas,AHBA)全基因组脑基因表达数据进行基因表达与MSN的空间关联分析.然后,对与MSN显著相关的基因进行富集分析.结果:所有连接密度阈值下 194 名受试者的平均MSN图与无阈值的MSN图均存在显著相关性(Pautocorr<0.05).基因表达-MSN的空间关联分析发现了 770 个与中老年MSN显著相关的基因(bonferroni,Pautocorr<0.05),这些基因主要富集于突触信号转导和中枢神经系统发育等生物学过程,并且与自闭症、精神分裂症和重度抑郁等神经精神疾病的发生有关.其中,194 名受试者的平均MSN与SLC26A4(r=0.619,P=3.311e-17)和SEMA4F(r=0.624,P=1.559e-16)的基因表达量呈正相关,与TRAPPC2B(r=-0.625,P=1.337e-17)和KCNA3(r=-0.617,P=4.349e-17)基因表达量呈负相关.结论:中老年人MSN受突触信号转导和中枢神经系统发育等通路基因的调控,是MSN用于神经精神疾病脑改变研究的生物学基础.