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人体的生理功能和病理改变过程非常复杂，从分子、细胞、组织、器官、系统到人体，其系统功能在多维度上受到多因素的调控，而中药具有多种成分，多味中药药味相互配伍使得成分更多、更复杂，哪些成分是治疗疾病的有效成分、起效的物质基础及作用机制又很难讲清楚，使得中医理论的现代科学阐释看似毫无可能。近年来，随着化学、生物、网络药理学数据库的发展，以及计算机辅助药物设计、复杂网络、代谢组学、基因组学、蛋白质组学和人工智能等先进技术的发展，尤其是AlphaFold等人工智能在蛋白结构等方面的革命性突破，使得通过多学科理论与技术结合多角度实验验证来揭示中医药学理、法、方、药的科学原理逐渐成为可能。
中医药学认识疾病在于“证”，治疗疾病在于“方”，“方与证相合”才能真正治疗疾病。中医强调从宏观角度观察人体，对症状进行归纳演绎，推测机体内部（黑箱）变化，进行试探性诊断，即在“以方测证”的基础上，继而从疗效反推诊断的正确性。重视多学科介入、借助多学科理论与技术、结合多角度实验验证已经是科学解读中医药原理，促进中医药创新发展的有效途径。
辨证论治是中医学在长期临床实践中广泛应用的诊断原则和治疗方法。辨证论治的过程，就是将脉、因、证、治与理、法、方、药八个方面有机融合的过程，即最终是需要以方药实现辨证论治的目的。方药就其作用机制和功能而言，它主要通过和神经-内分泌-免疫网络等相关蛋白质相互作用影响人体生理状态，从而达到治疗疾病的功能，这又使中医药学与生物信息学有着密切的关联。就其物质基础而言，它是一个化学分子复合体，这使得中医药学与化学信息学有着密切的联系。
生物信息学（bioinformatics）是生物学与信息科学融合、新兴的一门交叉学科，是一门以高通量组学（基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等）信息为基础，采用计算机技术和信息论方法对机体“DNA-转录RNA-蛋白质-代谢物质”生理过程相关蛋白质及其核酸序列等多种生物信息进行采集、加工、储存、传递、检索、分析和解读的科学。生物信息学是从核酸和蛋白质等生物大分子物质序列出发，分析序列中表达结构与功能的生物信息，通过对这些大分子物质进行序列、结构、功能以及相互作用关系研究来探索生命起源、生物进化以及细胞、器官和个体的发生、发育、病变、衰亡等生命现象。它是现代生命科学与信息科学、计算机科学、数学、统计学、物理学和化学等学科相互渗透而形成的交叉学科，是理论与实践应用并重的学科，亦被许多著名科学家称为“21世纪自然科学的核心领域”。生物信息学研究应用的数据库主要有：基因组数据库、核酸序列数据库、蛋白质结构数据库以及蛋白质序列数据库等。随着高通量测序技术的快速发展，这些组学数据不断丰富，可通过对目前获得的大量基因和蛋白质数据进行分析和计算，发现新的功能基因或蛋白质结构，为生物信息学的迅猛发展持续提供了助力。生物信息学已成为整个生物医学领域发展的重要组成部分及研究热点。
化学信息学是化学与信息科学融合新兴的一门交叉学科，它以化学、信息技术和计算机技术为基础，利用分子结构信息以及信息科学和理论来解决交叉科学问题，其应用范围已覆盖化学工程、生物医学、药物开发、环境科学等多个研究领域。化学信息学在医药领域的研究内容主要包括了药物化学信息数据的收集、存储、检索技术和网络药理学、定量构效关系研究和分子对接筛选研究等。传统的新药开发技术耗时耗力且随机性比较大，已成为制约新药开发成功的瓶颈。随着化学组学以及药理学技术的飞速发展，涌现了大量的潜在药物靶点和生物活性数据。化学信息学方法在药物研究中的应用尤其重要，不仅可以缩短药物研发周期，降低研究成本，还可以大大提高药物开发的成功率，已成为当前药物研究、开发过程以及阐释药物作用机制中的一大核心技术。
但从信息学的使用来看，在生命科学研究中，生物信息学侧重于在生理、病理状态下或在方药干扰后，从机体本身变化角度出发，基于分子、细胞乃至组织网络水平来研究药物功能及其机体生物信息变化特征，即主要研究药物对人体复杂系统不同层面的响应，而缺乏从“干扰物”药物分子结构方面看问题。其实，大量研究表明，诸多药物行为及其机体生物信息特征在一定程度上能够通过药物分子结构来逆向反映阐释。化学信息学主要从“干扰物”角度出发，更多基于分子信息水平来研究方药物质基础及其精准干扰机体的疾病相关分子靶位。不过化学信息学研究缺乏在药物的功能方面看问题，仅仅通过药物分子结构来解释药物治病机制是不够的。
生物信息学与化学信息学在生命科学研究、药物研发中既有彼此优势又有各自不足，既存在内在必然联系又有彼此延伸领域。随着两个学科的迅速发展与交叉渗透，特别是计算机辅助药物设计、复杂网络、代谢组学、基因组学、蛋白质组学以及AlphaFold等人工智能在蛋白结构等方面的革命性突破发展，传统单纯生物信息学与化学信息学均已无法适应现代生命科学研究的发展需求。比如说近期迅速发展的化学基因组学进一步为两学科从分子层面提供了思路与支撑。化学基因组学主要研究药物分子与基因及其基因产物间的相互关系，旨在将化学空间和生物空间进行整合来对药物进行研究。其潜在的策略是整合生物靶点、靶点对应的药物小分子以及它们的生物功能到一个知识处理平台上，通过聚类或者可视化的手段对这些复杂的关系进行比较分析，从中鉴别出有药理作用的靶点蛋白或者新型的药物前体。因而，化学基因组学是基于生物信息学与化学信息学理论与技术，兼顾主体（机体）与客体（药物）两方面从分子水平对药物及其行为信息研究提供了支撑，既可基于靶点家族对生物活性的化合物进行组织和研究，有效地开采了化学空间和生物空间的信息，也可以通过化学基因组学方法研究化合物的安全谱，用于理解新化合物的安全性。随着各种药物关系型数据的增长，基于化学基因组学的方法来对这些数据中蕴藏的知识进行挖掘，将是后基因组学时代的一项重要任务。因而，生物信息学与化学信息学多层面交叉融合成为了科学发展的必然趋势。
化学生物信息学是整合了化学信息学和生物信息学的新的交叉性学科，主要是以药物研发和疾病治疗为目标，研究药物及药物干预机体相关系统中信息内容与信息流向的综合性系统学科。在化学生物信息学中，药物是化学生物信息学研究的对象，信息是化学生物信息学研究的基础。对药物信息进行提取和挖掘从而使其转化为有益于药物研发及疾病治疗的知识是化学生物信息学研究的目标。药物就其物质基础而言，它是一个化学分子，这使得化学生物信息学需要化学信息学支撑；就其作用机制和功能而言，它主要通过和蛋白质相互作用影响人体生理状态，从而达到治疗疾病的功能，这又使化学生物信息学离不开生物信息学支撑。化学生物信息学可以有效整合网络药理学、定量结构-活性关系（QSAR）等化学信息学和生物信息学的工具和手段，对药物及其干预机体反应信息进行研究。化学生物信息学可从分子水平、细胞水平和组织乃至更高水平上对药物信息及其行为进行系统描述，并可利用信息平台有机地将多层面信息整合在一起阐释药物与机体相互作用关系。
中医药学辨证论治的理、法、方、药理论体系与实践具有朴素哲学思维与方法。“以症定证、以证选方”与“以方测证、随症加减”正向、反向思维模式在临床与科学研究中相辅相成。基于生物信息学与化学信息学交叉融合的化学生物信息学，既可从方药干扰后机体本身变化角度出发，基于分子、细胞乃至组织网络水平来研究药物功能及其机体生物信息变化特征，又可从“干扰物”——方药角度出发，更多基于分子信息水平来研究方药物质基础及其精准干扰机体的疾病相关分子靶位，用正向、反向思维模式研究阐释药物及其干扰机体发生响应的信息特征。化学生物信息学从多角度、多途径、多层面对药物行为及机体生物信息变化特征的研究和理解思路，与中医药学整体观指导下“以症定证、以证选方、以方测证、随症加减”辨证思路具有异曲同工之妙。因而，基于化学生物信息学来揭示中医药学理、法、方、药的科学原理逐渐成了可能，中医药化学生物信息学学科构建与发展又成为了历史必然。
中医药化学生物信息学通过整合化学信息学和生物信息学的优势，在中医药理论指导下，利用信息学研究方法从主体（机体）、客体（方药）双角度出发，从分子水平、整个水平乃至系统水平（分子水平-细胞水平-组织水平-个体水平-种群水平），多层面对中医方药行为及其干预机体相关系统中信息内容与信息流向进行阐明和理解，既可基于大数据阐释方剂多味中药药味相互配伍后哪些成分是治疗疾病的有效成分，起效的物质基础及作用机制是什么，又可促进“以方测证”验证“证”的生物信息本质特征研究，为病证本身病理机制的多层面阐明提供了有力支持。
中医药化学生物信息学研究内容主要包括：中医药基础理论、治则治法研究应用、中医病因病机分析、中医证型诊断标准数据库、治则治法标准化建立等。方药化学信息学的应用主要包括：方药小分子化学信息库构建、高通量虚拟筛选数据分析、基于特定靶点的药物设计以及药物ADMET（药物的吸收、分配、代谢、排泄和毒性）、物理化学性质评估等。基于生物信息学的应用，包括网络药理学、疾病相关生物信息分析、代谢组学及NEI网络分析等。基于化学基因组学的应用，包括临床药物研发中的数据挖掘等。
中医药化学生物信息学研究的基本流程可以概括为：运用生物信息学技术、靶点垂钓、蛋白互作网络、组学技术等手段对有临床疗效的中医药及其复方治疗疾病的可能靶点及相关通路（生物信息）进行分析；应用计算化学、药物设计、中药化学等多学科技术探究中药方剂发挥特定功效的物质基础和互作机制（化学信息）；通过生物学实验研究中药（复方）有效物质基础的作用效果和分子机制，验证化学生物信息挖掘结果的合理性。经过上述研究模块的系统挖掘、循环验证，以逐步解读中医药起效的物质基础及分子机制，揭示中医学理论体系理、法、方、药的科学内涵。
中医辨证论治包括辨证和论治两方面内容。辨证是以四诊所收集的病史与现症为依据，运用中医理论进行综合分析，最后做出正确诊断；论治是在判定疾病病因、病性的基础上，进行立法、选方、用药。而辨证论治的过程，就是将脉、因、证、治与理、法、方、药八个方面有机融合的过程，它不仅遵循法从立本、依法统方、据方遣药的基本原则，又依据具体情况谨守病机、把握标本、相机权变、随症加减、灵活运用。在中医临床与研究长期实践的过程中，逐渐形成了正向思维与逆向思维的辨证论治思维模式。
正向思维模式即“以案定证-以证解方”“以症定证-以证选方”。“求证求因”模式是现今最为常用的验案解读模式和临床思维模式。“以案定证-以证解方”即首先通过案中所记载的症状、体征、舌脉等信息来辨明案中病情为何“证”，然后围绕“证”来解读方中之药；“以症定证-以证选方”即首先结合患者症状四诊合参、辨识病证，继而辨证求因、定位、定性、明本、确定治则，然后立法、选方、遣药、辨证施治的临床诊治思维方式。但针对敦煌医方研究中可以发现正向思维模式存在诸多不足，比如敦煌医方表述大多数症状是疾病当下的表现情况，并非疾病的本质，而是疾病本质的外在表现，加上文简意深，存在难以还原、理解其中辨证论治思想的问题；同时，后人对医方文献记载的辨证思路与原作者不一定相同，存在仁者见仁，智者见智等因素，均影响真正对原医方的科学解读。因此，从“以案定证-以证解方”的方法来阐释名老中医验案，不一定能还原医家之本意。
逆向思维模式即“以方测证-以药定靶”的古方经方验案解读、临床思维、科学研究模式，可以弥补“以案定证-以证解方”“以症定证-以证选方”模式之不足，两者相辅相成，有利于构建出更加完善的古方解读、经验传承模式和科学研究模式。辨证过程与近代控制论的“黑箱”理论有着惊人的相似之处。“以方测证-以药定靶”临床思维、科学研究模式是中医打开“黑箱”的有效方式。
近代控制论认为，认识客体黑箱有两种方法：一种为不打开黑箱，另一种为打开黑箱。不打开黑箱的方法就是不影响原有客体黑箱的结构，通过对黑箱外部的输入、输出变量的研究得出关于黑箱内部情况的推理，探求黑箱的内部结构。而打开黑箱的方法则是要通过一定的手段来影响原有客体黑箱，直接观察和控制黑箱的内部结构。中医对证的认识成果就是采取不打开黑箱的方法取得的，即将药物输入体内，再通过输出，即观察人体所表现的外在证候，以推测疾病的本质——证。认识疾病在于证，治疗疾病在于方，方与证相合才能治疗疾病。中医强调从宏观角度观察人体，对症状进行归纳演绎，推测机体内部（黑箱）变化，进行试探性诊断，从疗效反推诊断的正确性，即“以方测证”。打开“黑箱”认识生命本质，是科学发展的一般规律。中医证实质研究的最终目的也是打开人体黑箱，即从中医的角度来客观、全面、系统地阐述人体生命的本质。医方分析中，可基于“以方测证”理论，即需要通过分析书中描述的症状，再结合治疗疾病的方，条文与方证互参，可以推测出疾病的证。而当前医学发展的特点就是向两极化（宏观和微观）和全层次进展，中医学虽然在宏观和整体认识上具有较高的成就，但是在微观和低层次方面尤显不足。恩格斯说：“整体是由部分组成。”如果对各个部分不了解，整体的画面便不可能是清晰的，只有对各个部分都十分了解，才可能有清晰的整体画面。因为证实质本身可能存在层次问题，有的证实质可能存在于器官水平；有的证实质可能存在于细胞、亚细胞水平；有的（或许绝大多数）证实质存在于分子水平。所以，中医那种通过“形见于外”探求“藏居于内”的宏观辨证法，必须在保持宏观（整体观）特色的同时，通过“以方测证”，引入多学科、多层次研究技术与研究成果，向局部层面和微观证本质进展，从而使中医证实质研究走向整体观指导下的微观化、具象化。“以药定靶”是指在大量掌握所传承者用药经验的基础上，进而通过方中药物来反推患者当时的症状、体征、异常指标，甚至神志、气色。临床方证相关性研究，包括确立证的某些辅助性实验诊断指标，以及在治疗一些疑难杂症时，根据应用某类方剂后患者的临床表现，对复杂证候进行病因病机的推断性阐述。而要真正实现“以方测证”揭示“方证相应”的具象化指标和证候的生物内涵，则必须要借助于现代多学科技术的运用。
中医药化学生物信息学研究技术与思路将为“以方测证”开展中医证实质的研究、打开人体黑箱提供有效支撑。化学生物信息学的学科本源就是以药物为研究主体，即药物是化学生物信息学研究的对象，信息是化学生物信息学研究的基础，对药物信息进行提取和挖掘从而使其转化为有益于药物研发及疾病治疗的知识是化学生物信息学研究的目标。这一思路与中医学“以方测证”思维模式具有异曲同工之妙，也符合对古方医方“以方测证”“方证相应”本质研究的需求。例如医方研究可以在全面分析医方构建方剂成分分子库的基础上，通过网络药理学、靶点预测分析医方潜在的防治优势病证、治疗疾病的可能靶点及相关通路；从分子结构水平研究方药分子结构对其药物活性的影响；应用分子对接、QSAR等计算化学，药物设计，中药化学等多学科技术筛选出敦煌医方中哪些成分是治疗疾病的有效成分、起效的物质基础及其作用机制和与机体的互作机制。网络药理学将传统化学药“一药一靶”的研究思路拓展成为“一药多靶”和“多成分、多靶标”的研究模式，因此非常适合解决中药“多成分、多靶点、多途径”的问题，特别是为系统了解方药作用机制以及“以方测证-以药定靶”提供了的新视角与信息学研究可能。这些均为敦煌医方中“以方测证”，促进其现代化研究提供了有效途径。