中药化学数据库：中药现代化研究的新型工具

        人类进入21世纪，生命科学迅猛发展，回归自然成为潮流。为了实现全球人人享受保健的伟大目标，世界卫生组织大力提倡发展各国传统医药。传统中医药有悠久的历史、丰富的内涵、高超的医疗水平，在世界各国传统医药体系中居于前列，是中华民族文化宝库中的瑰宝。然而近些年来，一方面日、韩、欧、美等纷纷大力开展中药研究及产品开发，另一方面我国的中药研究和生产在总体上仍停留在经验水平上，结果是在世界中药市场上中国产品只占4%的很小份额。中药现代化已经是迫在眉睫的战略任务，亟须奋起直追。

        古人说：“工欲善其事，必先利其器”，说的是工具的重要。为了提供一个中药现代化的研究工具以及从中药资源出发创制新药的开发工具，我们在从事药物分子设计方法研究的背景下，研究开发了“中药药用植物化学成分的结构及药理活性数据库”（简称“中药化学数据库”）。本文简要介绍该数据库的发展沿革、设计思想、数据内容和应用前景，着重介绍该数据库在中药现代化当中可能扮演的角色。

        “中药现代化”包括中药研究、使用和生产开发的各个方面。它是我国科学界、工业界一项涉及面很广的重大科技行动，也是摆在世界科学界面前的一篇大文章，需要许多原来并未专门从事中药研究的人们的积极参与。上世纪90年代初，最开始的时候我们只是想研发一个支持QSAR（定量结构活性关系）研究的数据库工具，以提高QSAR研究的工作效率。我们为这个数据库规定的基本性质是：它应该同时包括分子结构“S”和生物活性“A”两方面的信息。一个同时包括“S”和“A”两方面信息的数据库必将为结构活性关系研究带来极大的方便，这是显而易见的。后来，在工作过程中我们的目标逐渐明确：研发中的数据库应包括三部分核心信息：植物资源信息、分子结构信息和药理活性信息。植物资源信息是指以中药药用植物及其同属植物为研究对象，分子结构信息是指植物化学成分的分子结构表达要细到三维立体化学水平，药理活性信息则是指要尽可能多地收集做过分子生物活性实验的实验结果。

        经过十年的努力，现在库中所收集的数据包括来自4000种中药药用植物及同属植物中的10458种化合物，其中有分属于3200多种化合物的7400多条药理模型实验数据，包括分子水平、细胞水平、组织水平、器官水平以及整体水平的各类定性或定量数据，以及半数致死剂量等毒性数据。这些数据来自2274篇(部)中外文文献。中文文献收集年代直至2002年，也包括最近8～10年的外文文献。该中药化学数据库具有几个值得注意的特点。

        首先，药用植物命名和表达体系是以“物种”为基本单元的，这和现代植物分类学相同，但和以“中药”为基本单元的多数中药文献是不同的。中药和植物物种之间的关系有三种情形：除一种中药对应一种植物的简单情况以外，还有“多对一”(几种中药是同一种植物不同的药用部位)和“一对多”(一种中药对应多种原植物)的复杂情况。在我们编制同时包括中、英、拉丁、拼音多种名称的命名体系时，深感这种情形和现代植物学分类系统不相匹配，而且同物异名和同名异物的情形比比皆是，很难全面掌握，容易弄混弄错，这是造成外国人了解中药相关知识困难的重要原因，也不便于我们把国外天然产物领域的研究成果收集并入中药体系。有鉴于此，我们采用了尽量和现代植物分类学一致的建库策略。在中药化学数据库中，每一种中药药用植物都有一个用于检索查找的拉丁名、一个拼音名、一个英文名和至少一个中文名，同时以植物物种为基本单元。

        第二，我们收集了大量在外文杂志上公开发表的，分属天然产物、药用植物、植物药理等不同领域的研究成果，把有关的化学成分、结构信息和药理数据“引入”了中药化学数据库，使得该数据库不仅包括我国科学家的研究成果，而且涵盖了外国科学家的大量研究成果，极大地丰富了库的内容。例如，一种国外杂志近年来每年发表的和中药有关的新化合物就有数百种(该数量大体相当于国内一年的研究成果)，其中相当一部分都带有药理数据，而且使用了新近发展的药理模型。采取这样的数据收集策略，在数据的量和质两方面都形成了十分可喜的增长势头，使得该数据库具有了重要的可持续发展的特性。

        第三，我们研制中药数据库的初衷之一是向外国科学家以简明易懂的方式介绍中药资源、传统药效的相关知识，该库英文版本中包括的一个重要部分是“2000种中药的原植物、传统药效和适应症”。中药传统药效是有一套专门术语的，例如黄连有“清热燥湿，泻火解毒”之功效。类似“清热燥湿”、“泻火解毒”这类说法见诸中药文献的大约近2000条，如何把它们系统、确切、规范地译成英文？我们调研了国内外的中医药术语翻译体系，最后决定选用简化的魏兹曼(N  Wiseman)表达系统。该系统是基于两条重要的设计思想而建立的:  一是在译成英文时严格遵守语言词汇学上的“原汁原味”原则;  二是尽量采用结构化的，因而也是可扩展的表达方式。除去中药药效之外，其他如药理活性数据等也尽量采用规范的、格式化的表达方式，以便于数据库的广泛应用。

        最后，为了提供一个可靠的进行结构活性关系的研究工具，该数据库中的化学结构信息是三维立体化学水平的，因为对于研究结构和生物活性的关系来讲只有二维水平的结构信息是很不够的。有了三维立体化学水平的上万个化合物的信息集合，就为用综合的方法系统研究中药药效的物质基础提供了真正有用的工具，不仅可用作一般的查找中药化学成分的结构、药理活性、原植物及其他相关信息的手册使用，更是一个从中药资源出发发现新的先导化合物，进而设计新药的有力武器，也是从总体上用人工智能等现代方法综合研究中药药效、有效成分、成分药理、植物资源相互关系的重要研究工具。   (责任编辑：泉水)

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