目的:基于虚拟标准化临床生物化学实验室对常规临床生物化学诊断项目进行成本核算。方法:提取2019年1—6月上海市10家医院的临床生物化学实验室相关数据，通过对3名卫生经济专家和上述医院检验科主任的访谈，确定关键指标并构建虚拟标准化临床生物化学实验室模型。从物资损耗成本、人力成本和其他成本方面核算模型实验室的项目成本。根据检测方法原理对常规临床生物化学诊断项目进行聚类，采用配对 t检验比较同一聚类内项目的成本差异。 结果:采用速率法和干化学法检测丙氨酸氨基转移酶的成本分别为5.12元和11.63元；采用透射比浊法和散射比浊法检测免疫球蛋白G的成本分别为20.00元和22.26元。对214个常规临床生物化学诊断项目进行聚类分析，其中的202项被归为42个聚类，其日均检测量占总检测量的91.7%(4 493/4 900)。对丙氨酸氨基转移酶(速率法)、天门冬氨酸氨基转移酶(速率法)、胆固醇(酶法)和尿酸(酶法)这4种基于酶学的同一聚类实验室诊断项目进行成本核算，结果分别为5.12元、5.10元、5.24元和5.14元，其差异无统计学意义( P>0.05)。 结论:本研究构建的临床生物化学实验室诊断项目成本核算方法纳入了人力成本核算，体现出医务人员的技术劳务价值，并可基于项目聚类核算成本，可为医疗服务价格制定和医院运营管理提供参考。

目的:采用分子模拟技术从宽体金线蛭来源多肽库中筛选抗凝活性多肽,结合分子对接初筛及分子动力学模拟复筛,最终通过抗凝实验验证得到宽体金线蛭抗凝活性多肽.方法:利用虚拟酶切技术对宽体金线蛭蛋白库进行酶切,得到宽体金线蛭多肽候选库;选择凝血酶为凝血活性靶点,采用HPEPDOCK及Discovery Studio CDOCKER两种方法进行分子对接,并利用分子动力学模拟技术对分子对接初筛结果中对接结合能高的复合物进行动力学模拟复筛,通过MM-PBSA模块分析计算凝血酶-多肽复合物结合自由能;最后采用固相合成法化学合成复筛中稳定结合的宽体金线蛭多肽并进行体外抗凝活性测定.结果:经过虚拟酶切共得到 3317 条无毒多肽,通过分子对接进行初筛,结合分子动力学模拟复筛,得到 1 条结合凝血酶效果最好的目标抗凝肽,该多肽序列为QNTVGLDDFFSSYER,结合自由能为-427.506 kJ·mol-1.凝血酶Arg233 残基是该凝血酶-多肽复合物中介导结合相互作用的关键氨基酸.该宽体金线蛭抗凝肽在体外活性测定中确能延长凝血酶时间.结论:利用分子模拟技术有效筛选出 1 条宽体金线蛭抗凝活性肽,并经过抗凝实验验证,表明"模拟+实验"的活性肽筛选策略切实可行,该研究思路可为动物类中药物质基础研究提供参考.

中医药历史悠久,数千年来凭借其特有优势与疾病抗争并延续至今.在"还原论"无法阐述的领域,分析中医药多成分多靶点的作用机制,探究"整体观"所蕴含的特殊意义,将进一步助力新药发现,实现中医药的现代化.网络药理学是连接"整体观"与"还原论"的纽带,善于从整体把握局部,近年来在中医药研究中得到广泛应用,相关文章的数量逐年上升.然而,快速发展的同时也暴露出了许多不可忽视的瓶颈问题.第一,临床基础不扎实.中药尤其是中药复方,其价值在于其临床有效性.在众多以中药复方为研究对象的网络药理学研究中,研究者常忽略中药复方在如今医疗环境下的临床有效性.中药种类众多,在配伍理论的指导下中药复方更是千变万化,有意义的研究要从临床出发,并以临床为根本探究其背后的道理.第二,网络分析基础不实.应用网络分析进行的研究一般包括数据挖掘、网络构建与分析、结果的分析与验证等过程.中药化合物数量众多,物理化学性质复杂,到目前虽已有多个中药数据库,但由于数据的来源不同,含有信息不同,更新频率不同,使得没有一个"完美"的数据库可供统一使用.第三,网络方法缺乏创新性.较之湿实验,归类于干实验下的网络分析部分受到越来越多研究者的青睐.现有许多研究均是基于网络分析,辅以湿实验验证,这类研究中,前端的网络分析占据了很重要的部分.然而,现阶段的诸多研究囿于固定的网络体系,诸如蛋白互作网络构建与分析、通路富集分析、GO功能富集分析等,一定程度上缺乏创新性,颇有流水线产品的味道.开发新方法要避免陷入工具主义,我们应首先聚焦问题并为之设计合理的解决方案,避免仅仅是软件或算法的堆叠.第四,网络分析结果的验证问题.基于网络分析所得到的结果仍属于干实验结果,其是否有效,是否值得进一步研究,仍需要经过验证,这一重要环节也往往由于各种原因被遗漏.若是验证诸如化合物对靶点产生的效应这类微观的结果,可通过设计湿实验增强研究力度,而若是一些相对宏观的研究,如探索一个方剂对某一疾病或不同疾病靶点的影响,也可以结合文献或计算等方法进行辅助验证.网络药理学作为一种新兴学科,不仅可用于中药或中药方剂的作用机制探索,也可为其他难以解决的问题提供新的思路,以下简要举几个我们课题组的例子.在中西药合用方面,目前被广泛关注的是心血管疾病领域,在医生给予患者一定量的抗血小板或抗凝药物时,患者自己有可能同时摄入具有相同功效的中药产品,如丹参,这可能会引发新的出血风险.此背景下,课题组通过结合西方药物靶点网络与丹参-川芎药对的靶点网络,应用虚拟分子对接与斑马鱼实验,在分子水平上进一步揭示了这种潜在风险(Pharmacol Res,2020,159:104963).此外,课题组创建了一个名为ChemGenerator的网络服务器,用于定向生成针对某个靶标的化合物分子,该服务器模型采用长短时记忆-自编码神经网络算法,通过训练700万个分子SMILES数据成功生成有效的化合物分子,然后通过引入迁移学习实现了针对不同靶点的定向生成,通过EGFR进行验证,为进一步探索寻找新的生物活性分子奠定基础(Brief Bioinform,2020,DOI:10.1093/bib/bbaa407).网络药理学尚处于快速发展的阶段,尤其在中药研究方面,研究者迫切希望网络分析能帮助解释科学内涵,因此在该阶段出现各种问题也是必然的.我们应该抓住这个关键期,做研究的同时要逐步发现并解决暴露出的各个问题,也要在基于现有问题的基础上打开思维拓宽思路,使用新方法新技术解决不同的问题.

目的:采用网络药理学方法探索藏药多血康胶囊(DXK)治疗高原红细胞增多症(HAPC)的分子作用机制.方法:首先应用文献检索及TCMSP数据库分别筛选DXK中余甘子、红景天、沙棘、干姜4味单味药的化学成分,通过PharmMapper进行靶点的预测分析,将得到的潜在靶点导入MAS 3.0数据库进行靶点注释与分析,结合KEGG数据库进行通路分析,最后采用Cytoscape软件,构建DXK“化学成分-靶点”、“靶点-通路”网络图.结果:虚拟实验预测找到DXK含有的176个化学成分,涉及393个作用靶点,筛选后得到64个靶点和90条通路与DXK提高缺氧耐受力、抗氧化、改善血液流变学等作用相关.结论:DXK可能主要是通过调节免疫系统、炎症系统、心血管系统及代谢途径,并参与增强机体免疫、改善血液流变学及炎症反应、调节机体代谢等方面起到治疗HAPC的作用.

该研究采用网络药理学的方法,对补阳还五汤治疗脑梗死的作用机制进行探讨和研究.首先,通过TCMSP数据库、DrugBank数据库和PharmMapper服务器,以口服生物利用度和类药性为限定条件对补阳还五汤所含化学成分进行筛选并预测作用靶点;然后,利用Cytoscape 3.5.1软件构建成分-靶点网络、成分靶蛋白相互作用网络和脑梗死相关靶点蛋白相互作用网络,以及进行网络合并获取补阳还五汤治疗脑梗死的作用靶标;最后,通过DAVID在线分析工具和KOBAS 3.0软件对靶标进行基因本体(GO)功能富集分析和KEGG通路分析.虚拟实验预测得到补阳还五汤150个化合物和232个靶点;通过网络合并最终确定了208个补阳还五汤治疗脑梗死的候选靶标.结果表明,补阳还五汤可能通过药物的反应、老化、对缺氧的反应、血液凝固等生物过程,并涉及蛋白质结合、酶结合和丝氨酸型内肽酶活性等分子功能发挥治疗脑梗死的作用;其作用机制可能与PI3K-Akt,TNF,HIF-1,cAMP等信号通路有关,其中PI3K-Akt信号通路的调控可能是关键机制之一.

目的:基于系统虚拟药理学研究复方丹参滴丸抗血小板聚集药效物质基础,对该复方作用效应在分子网络层面上进行探析.方法:选择了16个血小板聚集相关靶点,构建该组方化学成分分子数据库,探讨数据库分子与血小板聚集靶点间相互作用关系.结果:该组方与16个血小板聚集靶点均有一定的潜在协同效应;并应用药理学实验对部分数据进行了验证.结论:本实验从分子层次上阐释了复方丹参滴丸抗血小板聚集系统药效物质基础,为该组方的临床应用提供了科学依据;同时,也为寻找血小板聚集药物提供一定的参考和借鉴.

为解决中学化学实验操作要求高、危险系数大、三废处理难等问题,本文结合虚拟现实技术和自然人机交互技术基于Untiy3D设计开发了一套沉浸式虚拟化学实验系统.整个系统分为四大模块:实验场景控制模块借助模型贴图构建逼真度更高的虚拟实验环境;实验流程管控模块参考中学课本的实验考核要求定义实验进度、操作步骤、操作反馈等具体实验逻辑;沉浸式交互与显示模块中提供两种硬件呈现环境,一种采用Oculus+Leap Motion硬件环境,借助自然手势双目视觉追踪交互设计方法完成沉浸式交互操作,另一种采用Cardboard+Visual Glove的硬件环境,通过单目视觉位置追踪方法实现沉浸式空间映射;实验综合评估模块从实验分析、实验能力判断、综合评价、详细评估多个角度进行量化评估.最后通过酸碱中和实验的制作过程证明本文系统的有效性.

目的 运用网络药理学及分子对接方法研究楮实子治疗阿尔茨海默病的物质基础与潜在的作用机制.方法 搜集DrugBank及文献报道中治疗阿尔茨海默病的关键靶点,通过TCMSP构建楮实子的化学成分集.运用DISCOVERY STUDIO软件进行分子对接实验,虚拟筛选出楮实子中与阿尔茨海默病的关键靶点结合的化学成分集,再通过KEGG数据库对经虚拟筛选后的关键靶点进行相关通路富集分析,最后采用Cytoscape软件构建楮实子成分-靶点-通路网络.结果 从楮实子中筛选出60个化合物,大部分为楮实子油类如棕榈酸、油酸、8,11-十八碳二烯酸等;还有黄酮类如木犀草素、芹菜素;还有香豆素类如东莨菪素、香豆酸以及δ-生育酚.这些活性成分可与阿尔茨海默病有关的27个潜在靶点有较强相互作用,找出涉及阿尔茨海默病靶点的相关通路4条,涉及细胞凋亡、能量代谢、钙信号通路、肿瘤坏死因子(TNF)信号通路、胰岛素抵抗等.结论 预测楮实子治疗阿尔茨海默病可能与其调节炎症、氧化应激、钙信号通路、TNF信号通路等机制有关,其物质基础可能是楮实子油、木犀草素和δ-生育酚.

脑缺血再灌注是脑损伤和慢性神经病变的重要原因,过程主要涉及神经元损伤,包括酸中毒、谷氨酸兴奋性中毒、氧自由基释放和氧化应激反应以及细胞凋亡和炎症损伤过程,是一个快速级联反应过程,是多重机制共同参与的结果,仅针对某一靶点或某一环节进行干预具有局限性,因此应从多途径多环节进行预防与治疗.该文以豨莶通栓制剂为研究载体,收集方中13味中药的全部化学成分,通过反向找靶技术得到稀莶通栓制剂发挥神经保护药效的关键靶点,其中包含5个谷氨酸受体以及TGFR-1和VEGFR-2,利用分子对接技术筛选上述靶点的潜在活性成分并分析其作用机制,发现豨莶通栓制剂中新红花苷、新沙苑子苷等单一成分可同时作用于不同靶点,方中川芎、当归、红花、三七中的化学成分可同时作用于不同的与神经保护相关的靶点,体现了豨莶通栓制剂通过多成分作用于多靶点发挥保护神经元抗脑缺血损伤的作用,从分子层次阐释了稀莶通栓制剂在神经保护方面抗脑缺血损伤的多靶点作用机制,为豨莶通栓制剂的临床应用以及实验研究提供了一定的方向.

目的:基于LC-MS和分子对接策略,探讨金芪降糖片治疗2型糖尿病的药效物质基础.方法:该研究采用UPLC-Q-TOF-MS技术鉴定其化学成分,在此基础上,结合在线疾病数据库和蛋白互作筛选疾病靶点,采用分子对接技术验证金芪降糖片中化学成分与疾病靶点的相互关系,寻找金芪降糖片治疗2型糖尿病的潜在药效物质基础.结果:基于UPLC-Q-TOF-MS,金芪降糖片共鉴定出51个化学成分,其中黄芪31个,黄连16个,金银花4个;通过CTD数据库、拓扑学分析以及相关文献,确定过氧化氢酶(CAT)受体,过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARG)受体和胰岛素(INS)受体为关键靶点;通过分子对接技术发现木兰花碱,黄连碱,表小檗碱,黄芪甲苷,咖啡酸,巴马汀,小檗碱,药根碱,小檗红碱,berberastine,groenlandicine,lycoranine B,demethyleneberberine,isomucronulatol-7-O-glucoside和calycosin-7-O-glucoside为金芪降糖片治疗2型糖尿病潜在的药效物质基础.结论:蛋白互作与网络拓扑学分析有助于实现核心靶点的快速定位;分子对接技术可实现大规模的虚拟筛选具有潜力的候选化合物;该文整合LC-MS和分子对接技术可方便快捷的寻找中药复方中的潜在药效物质基础,为后续的药物活性筛选实验提供参考.