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系统流行病学
医学大数据、转化医学、精准医学时代为慢性复杂疾病及其病因的研究带来新的契机.如何实现循证医学、科学转化、合理精准是我们目前面临的任务和挑战.系统流行病学是一种进行疾病危险因素风险识别的流行病学方法,是流行病学的新领域,其利用系统生物学、流行病学、计算数学等技术将健康大数据与系统生物学结合起来,在分子、细胞、组织、人群社会行为和生态环境等多水平、多组学上深入研究疾病发生风险的统计学模型,并对未来风险状况进行计算模拟和预警预测.由于数据来源的多样性、复杂性以及大数据的特征,为系统流行病学的设计方法和分析方法提出了新的挑战.本文详细介绍了系统流行病学的理论基础、概念、研究目的、研究内容、研究意义、研究设计、分析方法及其在公共卫生领域的应用.
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基于分子对接技术探讨葛根改善胰岛素抵抗的物质基础
目的:基于分子对接技术预测葛根改善胰岛素抵抗的可能有效成分.方法:选取与胰岛素抵抗有关的19个关键靶点,采用类药性分析和分子对接技术对葛根所含63个化合物进行模拟筛选,并通过Cytoscape 3.2.1软件建立成分-靶点网络模型进行网络分析.结果:从葛根中筛选出19个打分高于靶点原配体并且具有类药性的成分,提示这些分子可能是葛根改善胰岛素抵抗的主要活性成分,初步揭示了葛根改善胰岛素抵抗的物质基础.结论:本法有助于寻找葛根中改善胰岛素抵抗的活性成分.
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利用网络药理学方法考察金振口服液抗呼吸道感染的作用机制
目的:应用网络药理学方法研究金振口服液抗呼吸道感染的作用机制.方法:从数据库下载金振口服液所含小分子化合物的结构,计算分子描述符并分析这些化合物的化学空间分布;采用分子对接的方法考察金振口服液所含成分与呼吸道感染相关靶蛋白的相互作用,构建“药-靶网络”,预测金振口服液抗呼吸道感染的活性成分及作用靶点.结果:金振口服液中含有的651种化合物均具有较好的类药性;网络分析结果表明金振口服液中的120个成分可与呼吸道感染的23个靶点有较强的相互作用,进一步的分析阐明了金振口服液治疗呼吸道感染的11个重要活性成分及18个潜在作用靶点.结论:金振口服液可能是通过抑制呼吸道病毒(流感病毒、鼻病毒)感染的吸附、复制、脱壳等环节,干扰炎症相关信号通路及调节炎症介质分泌等来发挥对呼吸道感染的治疗作用的.
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网络思维和网络分析在经络研究中的应用前景
采用文献回顾的方式,将网络思维的认识论和网络分析技术的方法论相结合,从复杂网络的新视角探讨经络研究.结果表明经络可以看作是由腧穴和经脉所构成的复杂网络.网络分析的思维和方法应用于经络分析的范式正在形成,有望对理解经络实质和指导临床实践产生深远的影响.
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基于网络分析的补阳还五汤防治气虚血瘀型疾病机制研究
该研究采用网络分析方法从化学成分、靶点、疾病3个层面对补阳还五汤进行研究,发现补阳还五汤在肿瘤治疗方面的潜力;并对补阳还五汤基于疾病的“靶点-靶点”网络进行分析,通过计算结点中心度、接近中心度、中介中心度、特征向量中心度4个网络指标,对网络中靶点的重要性与显著性进行综合评价,挖掘补阳还五汤作用的关键靶点,得到COX-2与PPAR-γ 2个重要靶点,提示这2个靶点可能是参与气虚血瘀型疾病病理过程的重要靶点.同时,以这2个靶点为基础,构建补阳还五汤“化学成分-靶点-疾病”的核心网络,为深入研究补阳还五汤治疗气虚血瘀型疾病的机制提供参考.研究表明,网络分析方法有助于挖掘补阳还五汤治疗气虚血瘀型疾病的潜在作用靶点,可为从系统层面揭示补阳还五汤作用机制提供方法学参考,对中药方剂的作用机制阐释和新药研发具有指导意义.
关键词： 网络分析 补阳还五汤 气虚血瘀 靶点-靶点网络 化学成分-靶点-疾病网络 -
基于网络关键节点分析的中药防治冠心病机制研究
该文对冠心病疾病网络、防治冠心病西药作用网络和活血化瘀中药作用网络的交集部分进行分析,计算节点连接度、瓶颈值、中介性等11个网络节点特征参数值,建立了基于支持向量机算法的冠心病-西药交集网络中关键节点特征参数的潜在作用靶标辨识模型,其模型C,γ参数分别为5.14,-1.11,模型对正、负样本的预测正确率达到81.6％,79.2％,对测试集样本的预测敏感性、专一性和准确率分别为81.5％,78.3％,79.6％.并利用模型预测了冠心病-活血化瘀中药交集网络中的潜在作用靶标,共获得180个阳性靶标、42个阴性靶标.本文以钙连蛋白、白介素-1、肿瘤坏死因子等9个阳性靶标为例探讨阐释了中药防治冠心病的作用机制.研究表明网络潜在关键靶标分析方法有助于发掘活血化瘀中药防治冠心病的潜在作用靶点,可为从分子层次和系统层面上揭示中药作用机制提供方法学支持,对中药的作用机制阐释和新药研发具有指导意义.
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基于数据挖掘和网络分析的“脑心同治”分子机制研究
研究从分子层面出发,结合利用信息技术中的网络分析、聚类和关联规则分析方法,找到步长脑心通这一实现脑心同治的方剂中的化合物成分共同作用于人体内的主要靶标组合,并对比分析这些主要成分在基于冠心病和中风病相关的蛋白质交互作用网络中作用的节点的异同.结果从分子层面上找出该方的主要成分对于2种疾病频繁作用的共同靶标及对于2种疾病分别作用到的不同靶标,同时确定了主要成分在作用于2种疾病共同靶标的同时也间接影响到不同靶标,从而解释其脑心同治的分子作用机制.
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网络药理学技术工具:网络可视化及网络分析
网络药理学已经成为当前中医药研究的学科前沿.本文从网络药理学研究的一般流程人手,着重介绍网络药理学研究中的可视化和网络分析两大模块的基本概念和Cytoscape等常用工具.
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多组学网络背景下方剂临床价值的考量
临床价值评估是破解当前中成药(方剂)同品种重复率高、临床定位模糊、适应症宽泛、临床价值不清晰等诸多问题的关键所在.该文简要分析了当前方剂临床价值评估所面临的挑战和机遇,提出了多组学网络背景下的方剂研究策略.通过对中风病类方的比较分析,提示了3个方剂针对中风病不同症状(表型)的特色优势,为临床用药提供参考.多组学网络分析策略为方剂的临床价值评估与比较开辟了新的视角.
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针刺动物实验研究中穴位与效应的关系网络分析
目的 探索针刺动物实验研究结果中隐含的穴位与效应的关系. 方法 检索中国知网、万方数据资源库和中国生物医学文献数据库中关于针刺疗法的动物实验研究文献,提取纳入文献中的相关信息,包括针刺穴位和相应的效应数据即功能评分建立数据库,分别统计功能评分和针刺穴位的频次及二者的共现频次,并对其共现情况进行网络图分析.结果 共计纳入文献1635篇,涉及针刺穴位223个,相关功能评分指标164项.出现频次前5位的功能评分指标分别为记忆障碍(417)、学习障碍(399)、疼痛(332)、神经病学表现(263)、神经行为学表现(183),出现频次前5位的针刺穴位分别为百会(580)、足三里(495)、大椎(236)、三阴交(166)、肾俞(153).对针刺穴位和功能评分进行列间统计,获得两者的相互共现频次,构建二者共现关系网络图,其中功能评分结点度前3位分别为记忆障碍(84)、学习障碍(81)、神经病学表现(79),针刺穴位结点度前3位分别为足三里(81)、百会(51)、三阴交(48). 结论 穴位的实验效应与其理论上的基本功效有相通之处,且同一性质的功能指标相关穴位基本一致,不同性质的功能指标相关穴位差异较大.
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基于图模型的脑卒中功能变量关系结构探析
目的:为国际功能、残疾和健康分类(ICF)在脑卒中康复中的应用提供新思路和新依据.方法:选取100例脑卒中患者组成的便利样本,访谈法评定国际版脑卒中ICF综合核心组合的166个条目.以条目为节点,条目间的风险相关性为连线,构建图模型.采用R软件(3.2.2版)建模,用Pajek64(5.02版)进行网络分析和可视化.结果:在图模型总体内,存在主组元结构,并且可以从中提取具有稳定路径结构的3-核结构.主组元中还可以提取具有牢固连接关系的主岛屿结构.其中“d450步行”既属于通用组合,又属于简要核心组合,并且占据了重要位置.简要核心组合条目在总图中的子网络,以及这些条目在各级限定值上的频数分布,可以提供相互参照和相互补充的功能变量知识.结论:ICF综合核心组合的图模型,可反映脑卒中功能变量间的复杂关系结构.该组合的频数分布,可反映卒中功能变量的属性特征.从关系结构和属性特征两个不同视角进行分析,可以为ICF的康复应用提供综合策略.
关键词： 脑卒中 国际功能、残疾和健康分类 图建模 网络分析 -
超重和肥胖多囊卵巢综合征功能变量关系结构解析
目的:构建反映多囊卵巢综合征(PCOS)功能变量间关系结构的图模型,分析其结构特征,为PCOS康复的临床和科研提供新依据.方法:肥胖或超重PCOS患者57例,以肥胖的国际功能、残疾和健康分类(ICF)综合核心组套的109个分类项目为变量.采用“小的绝对缩减和变量选择算子”发掘变量之间的条件依存关系,采用自举法重采样技术和置信区间检验法来加强模型的稳定性,以R软件和Pajek 2.04建模.采用Ucinet 6.360和Pajek 2.04对建成的模型进行组元分析、聚类分析和k核解析.结果:在终构建的图模型中,有17对两两相连的双项目结构.有31个项目相互联系构成了图模型中大的独立组元,其中b650(月经功能)与b555(内分泌腺功能)和e580(卫生的服务、体制和政策)相连,而b555还与s580(内分泌腺结构)、s630(生殖系统的结构)、e455(与卫生有关专业人员的个人态度)和e465(社会准则、实践和观念)相关.对该主组元的马可夫聚类分析可得到10个聚类.b126(气质和人格功能)是图模型中具影响力的ICF项目,其所属聚类也是影响力大的聚类.结论:PCOS功能变量间存在复杂的关系结构.图建模可以揭示其中的结构特征,从中可以找到符合已有临床知识的结构特征,并且可以为应用ICF指导PCOS康复的临床实践和科学研究提供新的线索.
关键词： 多囊卵巢综合征 国际功能、残疾和健康分类 肥胖 图建模 网络分析 -
青年人和老年人认知联系网络的整体结构分析
目的:从词汇联想网络角度比较青年人和老年人认知联系结构的整体特征.方法:正常青年人和老年人各50人.以Kent-Rosanoff中文对等词为刺激词进行自由联想测试.取两组共有的反应词构建两组人群的"反应词-反应词网络"(RR网络),即青年组RR网络(YRRN)和老年组RR网络(ORRN).采用Pajek1.14和Ucinet 6进行网络分析.结果:YRRN连线分布的密度高于ORRN,连线分布的不均匀程度低于ORRN.ORRN有一个宗教话题的独立子网络.ORRN点度层次比YRRN少.网络整体指标显示ORRN密度显著低于YRRN(P＜0.01),而点度中心势显著高于YRRN(P＜0.01).YRRN平均短路径长度和云集系数小于ORRN,而直径略大于ORRN.结论:老年人的认知联系结构趋于精炼和内敛且存在更独立的概念群,青年人则趋于联系更丰富和更富于拓展性,提示有必要根据不同年龄的患者选择相应年龄段的词汇组合以供康复评估和训练使用.
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青年和老年人群认知联系网络的局部结构特征分析
目的:从词汇联想网络角度比较青年和老年人认知联系结构的局部特征.方法:健康青年和老年人各50名.刺激词为Kent-Rosanoff中文对等词.反应词之间通过共享刺激词而构建"反应词-反应词网络"(RRN):青年组RR网络(YRRN)和老年组RR网络(ORRN).采用Pajek1.14和Maflab7.0进行网络分析和可视化.局部变量包括点度中心性、中间中心性、接近中心性、首层云集系数(CC1)和次层云集系数(CC2).结果:在不同年龄组之间,各局部变量相关系数均<0.6.各组点度中心性与中间中心性、接近中心性和CC2线性正相关,而与CC1之间缺乏明显线性关系.点度中心性或CC1数值排位前十位的词汇在两组间均重复很少.对YRRN和ORRN的交集和差集的比较显示在各年龄组均存在各自特有的重要词汇及其联系.结论:同一个词汇在不同年龄人群认知联系结构中的重要性不同;0不同的局部变量可以反映词汇间联系的特征;点度和首层云集系数可以为认知康复研究提供方法学依据.
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词汇联想网络分析在言语康复治疗中的应用前景
语言是人类认知能力的直接体现之一,而记忆则是人类认知的重要环节.老化、痴呆、脑外伤和脑卒中等多种因素均能影响人的认知能力,并以联想记忆能力受损和交流功能障碍表现出来[1-2].
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载人航天器环控生保系统热网络的轻量化分析
目的减轻载人航天器中环控生保系统的重量.方法采用网络分析原理,研究由环控生保系统中气、液流体回路所构成的流动和热网络,建立此网络中流动、传热及重量计算的物理模型和数学模型.从热平衡、传热及其系统重量关系式出发,计算出网络的结点热力学参数及网络系统重量,并对系统重量的一些影响因素进行了分析.结果流动和热网络系统中存在佳管径,使系统重量小.并且此佳管径与流量关系密切;适当地提高通风温度可以降低系统重量;网络系统中存在佳的热组件布局方式,对应的系统重量小.结论这些规律对载人航天器环控生保系统轻量化具有重要参考意义.
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基于靶标网络分析的治痹寒热经方抗类风湿关节炎作用机制对比研究
乌头汤和白虎加桂枝汤分别为寒、热痹的代表经方,临床治疗类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)疗效确切,但其作用特点及潜在药理机制均尚未明确.本研究借助大鼠佐剂性关节炎(adjuvant-induced arthritis,AIA)模型,开展全基因组表达谱芯片检测和网络药理学挖掘的整合研究.结果表明,乌头汤和白虎加桂枝汤均可有效降低AIA大鼠的发病率并改善关节炎症状,但两者对冷痛敏和热辐射反应的干预效果有明显差异.进一步的靶标网络分析发现,乌头汤和白虎加桂枝汤中分别筛选出106和132个抗RA效应基因,这些抗RA的关键候选靶标均分别参与矫正RA相关炎症-免疫失衡网络,但前者还可调节机体激素和能量代谢反应.本研究对比分析了寒热痹经方抗RA作用靶点和通路的异同点,为深入揭示经方治痹功效的生物学内涵提供了初步的科学依据.
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网络药理学方法研究红花注射液主要活性成分对脑血管疾病网络的调控作用
目的 运用网络药理学理念和网络分析技术研究红花注射液主要活性成分对脑血管疾病网络的调控作用.方法 整合HPRD和BioGRID蛋白-蛋白相互作用关系,为网络构建提供基础.利用公共数据库RGD中脑血管疾病相关基因构建疾病网络.全面收集PubMed中红花注射液5个主要活性成分的靶点信息,提取成分-靶点关系,整合脑血管疾病网络构建成分-靶点网络.运用网络拓扑学属性分析、子簇聚类算法及网络GO富集分析,发现成分-靶点网络的关键靶点、生物学途径及成分之间的协同作用.结果 成分-靶点网络含有940个节点,2 360条连接.MCODE分析得到28个子簇,其中节点数≥3的子簇有18个,对得分≥3的6个子簇开展BinGO分析,发现子簇涉及的生物学过程主要有生物大分子合成及代谢、神经再生、凋亡、血管生成、免疫炎症反应、缺氧应激响应等,其中羟基红花黄色素A和槲皮素可能通过协同抗凋亡的作用发挥抗脑血管疾病作用.结论 本实验运用网络药理学方法和技术,从分子网络层面揭示了红花注射液主要活性成分抗脑血管疾病的多靶点、多途径作用模式及成分间存在的协同作用.
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近5年国外胰腺癌放化疗研究热点和合著网络分析
目的：：分析国外近5年来胰腺癌放化疗研究的相关文献，获得研究热点及发展态势、高产作者团体及机构等信息。方法：下载PubMed数据库中相关文献，经BICOMB软件提取后，对高频主题词和论文进行文献计量学双聚类分析和战略坐标分析，并对高产作者进行合著类团分析。结果：现今国外胰腺癌放化疗研究主要分为胰腺导管腺癌放化疗前后病理学特征研究、结合胰腺癌的遗传代谢方面和抗肿瘤药的药理学方面探究胰腺癌的药物疗法、外科学结合放射疗法及化学药物等新型综合疗法治疗胰腺癌等6个热点领域，高产作者可大致划分为来自日本和美国的两个大团体和若干小团体。结论：对于成熟的研究主题应该从中寻找新的突破点，对于有进一步发展空间的主题应给予更多的关注，高产作者类团分析提示我们在研究中应加强团体合作。
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基于Clique聚类的精神分裂症多文档自动摘要研究
利用SemRep将精神分裂文献集处理为语义述谓项集,建立语义述谓网络,从节点、边及网络凝聚性三个层次提取文献集的核心内容,生成的图形摘要由具有高凝聚性的clique组成,探索利用网络属性结合语义信息的生物医学多文档自动摘要方法.通过clique共节点矩阵对其聚类获取摘要的子主题,采用人工标准对摘要内容的覆盖面进行评价,结果显示摘要的准确率为0.93,召回率为0.68,F值为0.79.该方法能有效识别文献集中的核心内容,网络图中所富含的语义信息能较完整地表达摘要内容.
