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納米技術在生物醫學的應用范文1
[中圖分類號] R445.9[文獻標識碼]A [文章編號] 1005-0515(2010)-9-220-01
納米( nanometer, nm)是一個長度單位, 即十億分之一米( 1× 10- 9m)。納米技術(Nanotechnology) 是指在 0.1～ 100 nm空間尺度上操縱原子和分子對材料進行加工, 制造具有特定功能的產品或對物質及其結構進行研究的一門綜合性的高新技術學科[1-2]。納米技術是一門交叉性很強的綜合學科,在 20 世紀 90 年代獲得了開創性的進展,研究的內容涉及現代科技的廣闊領域。納米技術的發展正越來越成為世界各國科技界所關注的焦點, 誰能在這一領域取得領先, 誰就能占據 21 世紀科學的制高點。隨著納米技術的發展, 納米電子學、 納米生物學、 納米材料學、 納米醫學等分支學科也相繼建立和發展起來。尤其重要的是這些學科正在發生相互融合、 相互滲透[3- 4]。
納米技術與醫學的結合形成了新興邊緣學科--納米醫學, 納米生物醫學是納米科技和生物醫學結合的產物, 是納米科技的一個核心領域, 即在分子水平上利用分子工具和人體相關的知識, 從事疾病的檢測、診斷、 治療、預防和保健等。生物醫學起源于診斷, 沒有很好的診斷就不可能有很好的預防和治療。目前隨著科技的發展, 生物醫學診斷得到了前所未有的發展, 各種檢驗診斷手段、儀器已是各式各樣, 在其迅猛發展的過程中納米材料起到了關鍵作用。正是納米技術在醫學檢測和診斷中的應用使人們在分子水平上對疾病有了更深的認識,更好的維護和提高了人類的健康水平 。
1納米探測技術在醫學檢測和診斷的應用
納米探針是一種探測單個活細胞的納米傳感器,探頭尺寸僅為納米量級,當它插入活細胞時,可探知會導致腫瘤的早期DNA損傷,而且納米探針據不同的診斷和檢測目的, 將其植入并定位于體內不同部位, 或隨血液在體內運行, 隨時將體內各種生物信息反饋于體外的記錄裝置。該技術有著很高的靈敏性,可在含有 10 個原子/分子的1 cm3氣態物質中, 在單個原子或分子層次上準確獲取其中1個。醫生可通過檢測人的唾液、血液、 糞便和呼出氣體等, 發現人體中只有億萬分之一的各種疾病或帶病游離分子, 用于腫瘤細胞的診斷與治療。
掃描探針顯微鏡目前已經用于人體多種正常組織和細胞的超微形態學觀察 ,而且可以在納米水平上揭示腫瘤細胞的形態特點。通過尋找特異性的異常結構改變 ,以解決腫瘤診斷的難題。另一種新型的納米影像學診斷工具 - - 光學相干層析術(OTC)已研制成功。OTC的分辨率可達納米級 ,較 CT 和核磁共振的精密度高出上千倍 ,并且它不會像 X線、 CT、 磁共振那樣殺死活細胞。
2納米生物芯片在醫學檢測和診斷的應用
納米生物芯片與傳統的生物芯片相比, 納米生物芯片具有以下幾個特點:(1)采用微電子,高產而成本低;(2)高度敏感性;(3)減少了樣品的數量;(4)使用納米尺度上的固定方法, 可以自主組裝。這類型的生物芯片可以在血流中探測病毒、 細菌和異常細胞。 能即時發現病毒和細菌的入侵, 并予以殲滅。也可以沿血液流動并跟蹤鐮狀細胞貧血患者的紅細胞和感染了病毒的細胞。目前, 電場作用下自動尋址的細胞芯片已研究成功, 既可用于基因功能研究與蛋白質亞細胞定位, 又可用于監測基因與蛋白質的瞬間表達[5]。
3納米細胞檢疫器 ( 納米秤) 在醫學檢測和診斷的應用
納米秤又稱納米細胞檢疫器,能稱量10-9g的物體,即相當于1個病毒的質量。利用它可發現新病毒, 可定點用于口腔、 咽喉、食管、 氣管等開放部位的檢疫。
4納米傳感器在醫學檢測和診斷的應用
納米材料用于生物傳感器是由 Alarie 和 Vo- Dinh 等人[6]于 1996年提出的。納米生物傳感器利用其細小的尖端(僅為納米量級)插入活細胞內, 而又不干擾細胞的正常生理過程, 以獲取活細胞內多種反應的動態化學信息、 電化學信息及反映整體的功能狀態, 以便深化對機體生理及病理過程的理解, 例如利用納米生物傳感器可以探知會導致腫瘤的早期 DNA損傷等; 此外, 納米生物傳感器和新的成像技術還能對疾病進行早期的檢測和治療[7]。
5納米金屬在醫學檢測和診斷的應用
PCR 技術發展至今, 不僅僅是實驗室的“寵兒” ,而是已經成為了診斷、治療、科研開發等等各個生命科學領域的“必殺锏”。但是經過近二十年的發展, PCR 技術依然存在這樣或那樣的問題, 比如準確性, 利用 PCR 技術來診斷疾病, 假陰性、假陽性等現象屢見不鮮。造成這一問題的原因一般認為是由于在體外復制過程中缺少在 DNA復制過程中擔任“檢測師”的 SSB蛋白[8]。
解思深院士及來自中科院上海應用物理研究所以及上海交大的研究人員應用納米技術升級了 PCR 技術, 完成了“點金術”: 他們將幾千個直徑為 0.3 納米的金原子堆積在一起, 做成一個個直徑約幾或十幾納米的納米金球, 加入 PCR反應, 結果發現納米金減少了 PCR 復制過程中的出錯率, 并且提高了復制的速度和效率, 這一研究獲得了國際同行的認可。通過應用納米技術 ,在DNA 檢測時 ,可免去傳統的 PCR擴增步驟 ,快速、 準確 ,易實現檢測自動化。這是一項新穎且重要的方法, 它為分子生物學中最為重要的標準方法 PCR 開拓了進一步改進的途徑, 具有較大應用價值[8]。
6磁性納米材料在醫學檢測和診斷的應用
納米磁性顆粒在生物檢測上的應用是僅次與熒光材料。各種磁性生物探針, 磁性跟蹤材料都已發展到了實用階段。洪霞等選用葡聚糖包覆超順磁性的 Fe3O4 納米粒子, 通過葡聚糖表面的醛基化實現與抗體的偶聯, 制得了 Fe3O4 /葡聚糖/抗體磁性納米生物探針, 在組裝有第二抗體和抗抗體的全層析試紙上進行的層析實驗表明該探針完全適用于快速免疫檢測的需要, 達到了層析免疫檢測的目的[9]。
7納米吸附材料在醫學檢測和診斷的應用
實驗表明,做細胞分離的試劑聚乙烯吡咯烷酮可將表面包覆單分子層的直徑 30 納米粒子均勻分散到含有多種細胞的聚乙烯吡咯烷酮膠體溶液中, 通過離心可以使所需要的細胞分離。楊箐等撰文對聚合物納米粒子在基因治療中的應用作了探討, 證明了納米聚合物粒子具有很好的吸附包覆作用, 并已應用到動物型基因治療的實驗研究[10]。美國科學家把某種納米顆粒 “粘”在生物分子上, 然后利用納米顆粒的發光特性研究生物分子的活動情況。比人體細胞小得多的納米顆粒可以被送進人的組織、 器官內, 用光線從人體外部向內進行照射, 體內的納米顆粒也會發光, 這樣就可以達到追蹤病毒的效果。另外, 納米材料其他很多特性在生物醫學檢驗中越來越多的被應用, 如比利時的德梅博士等制備出多種對各種細胞器敏感程度和親和力差異很大的金納米粒子-- 抗體復合體納米材料, 與細胞器結合后在光鏡和電鏡下很容易分辨各種細胞內結構。
隨著人們對疾病防治及保健概念的轉變 ,醫學實驗診斷技術也必然向著相應的方向發展。納米技術與生物醫學的結合, 為醫學界提供了全新的思路, 納米材料在醫學領域的應用取得了顯著效果。但納米材料應用還很有限, 尤其是在生物醫學方面還需大量臨床試驗予以證實,使得納米材料在生物安全性方面的應用有待進一步提高。同時由于相關技術的不斷突破 ,必然促使納米醫學實驗診斷技術加速發展。隨著納米材料在生物醫學領域更廣泛的應用, 醫學檢驗和診斷將變得節奏更快、 效率更高、更準確。
參考文獻
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納米技術在生物醫學的應用范文2
凱里學院 貴州省凱里市 556000
【摘 要】隨著納米技術的應用與發展，人們對微觀世界的認知更加清晰；而醫學領域納米技術的運用，給人類戰勝疾病提供了更加有力的武器。本文將結合當前納米技術應用與發展現狀，對納米技術在醫學領域診斷、治療及醫學材料中的運用進行具體探究。
關鍵詞 醫學領域；納米技術；醫學診斷；臨床治療；生物材料
當前，納米技術已在我國醫學領域廣泛應用，它是將納米技術與醫藥技術相結合，運用日益成熟的納米技術理論與應用方法，對醫學技術、臨床治療方法等加以綜合研究。隨著納米醫學的不斷深入，一些納米藥物制劑也被研發出來并投入醫療市場。將納米技術與醫學技術相結合，夯實了臨床診斷與治療的基礎，促進我國醫學研究又上一個新水平。
1 納米技術在醫學診斷中的應用
1.1 病理診斷
目前，在臨床病理診斷中，免疫組織化學雖然發揮了一定作用，但是在定量診斷方面仍存在不足。如果引入納米級粒子，則既能定性檢測又能定量檢測，適應性良好，可提高診斷的敏感性，也減少了處理標本的繁瑣過程，診斷結果更快捷、更準確。
1.2 癌癥診斷
納米技術應用于惡性腫瘤的早期診斷，便于癌癥的早發現、早治療。當惡性腫瘤僅有約4 個細胞大小時，利用納米微型溫度計就能夠檢測到人體內部的癌變溫度，篩選正常細胞和已經癌變的細胞，診斷后可利用高溫將細胞殺死[1]。再如，中國醫科大學研制并使用了超順磁性氧化鐵超微顆粒脂質體，能夠檢測到3mm 以下直徑的肝臟腫瘤，有效避免病情惡化。
1.3 血液異常識別
利用納米技術進入血流中進行探測，能夠及時發現細菌、病毒等，以此診斷傳染性疾病并及早治療。例如，在電場的作用下，細胞芯片能夠實現自動尋址，精準定位蛋白質亞細胞，便于人體基因功能研究。
2 納米技術在醫學治療中的應用
2.1 藥物治療
納米技術在醫學藥物治療中的應用較為普遍和廣泛，其主要具備如下優勢和作用：其一，有利于藥物的快速吸收，能夠提高診治效果。納米轉釋方法應用于藥物中，由于適用的表面積較大，因此加快了藥物的溶解，更利于藥物吸收；再加上納米粒徑的藥物能夠較快穿透組織的間隙，分布范圍更廣，增強了藥物利用效率；其二，利用納米技術進行控制與釋放，如應用于納米膠囊中，可更好地保證藥物作用時間，增大藥物效果，同時也能減少患者對藥物的攝入量，降低副作用及不良反應發生率，同時納米技術對提高藥物穩定性也具有良好作用；其三，藥物定向釋放。將藥物傳遞到人體內指定的部位，精準定位治療，是納米技術應用于醫學領域的主要方面之一[2]。通過靶向用藥方式，將藥物作用于人體某一部位，以提高治療效果、降低不良反應。如目前使用靶向藥較多應用于肝臟、卵巢、心臟等部位；其四，采用全新給藥途徑，如臨床使用多肽類藥物較多、效果良好，但是這種藥物成分極易被蛋白水解酶降解，而采用納米技術，則避免了此類問題。
2.2 基因治療
納米技術在基因疾病方面的治療，是納米生物技術的一大亮點，其中包含了基因改性與基因仿生兩大方面。在基因改性方面的應用，主要作用在顯微鏡獲取的蛋白質、核算分子等圖像中，在微小的環境中，利用納米技術實現了堿基序列的重新排列，改變了DNA 分子變構；同時，有關DNA納米仿生制造的應用，主要利用了DNA 在復制過程中會遵循堿基互補法則這一特性，再加上遺傳信息的多樣性，對單個原子和分子進行操作，創造出與人體生命功能類似的納米有機- 無機復合機器。
2.3 納米機器人
諾貝爾獎得主理查德·費曼最先提出將微型機器人應用于醫療領域，即納米機器人。按照醫生事先制定好的運作程序，通過血管將納米機器人注入患者體內，可以將血液中含有的氧氣、葡萄糖等轉化為能量，清除動脈中的脂類沉積物，清理血管，殺死細菌和癌細胞，同時也可反映人體內病變情況。另外，人體器官修復也可應用納米機器人技術，對基因進行裝配，清除有害的DNA 基因，置入正常的DNA 基因，或者修復大腦及人體臟器的凍傷，在低溫環境下使人復活；經紐約大學研制使用的納米機器人，設計了兩個使用DNA 制作的手臂，可以在指定的位置旋轉，適用范圍更廣、更靈活[3]。
3 納米技術在醫學材料中的應用
3.1 人工血紅細胞
納米材料制成人工血紅細胞主要應用于肺功能損傷、貧血、人工呼吸等治療中，在約1000 個大氣壓的條件下，將高壓氧充入100mm 內徑的球體中，讓氧氣在球中釋放濃度，此時充當人體天然紅細胞的作用，且輸送氧能力優于人體紅細胞，能夠有效維持生物炭的活性。
3.2 介入性治療
當納米微粒子材料與人體或者動物體內的物質產生反應時，就會發光。利用這一原理，將光導纖維深入到人體血管中，利用光譜分析物質的特征、性質等要素，這種方法多用于檢測人體的血糖值，用于糖尿病的臨床診斷與治療。
3.3 醫用敷料
在醫用敷料中選用納米級銀粒子，主要利用其選擇性與吸附性良好的特征，能夠穿透人體內的細菌細胞壁，對細胞內特殊結構加以改變，破壞酶活性。一旦納米銀粒子遇到水分，其中粒子將更快地析出，擴散到四周，效果更加明顯。因此，即使在濕潤的環境中，該種材料仍能夠起到抗菌、抗感染的作用。
總之，納米技術的應用給人類生存與發展帶來積極影響，目前已在醫藥、生物等諸多領域采用，未來人們戰勝各種疾病的美好愿望將得以實現，各種疑難雜癥將迎刃而解。因此，加快對納米技術的研究，客觀分析利弊兩方面，改進不利因素，發揮有利優勢，實現納米技術在醫學領域的全面應用，具有重要意義。
參考文獻
[1] 張曉玲. 納米材料和納米技術在生物醫學中的應用[J]. 職業技術,2013(02).
納米技術在生物醫學的應用范文3
[關鍵詞] 納米診斷材料；納米醫藥；納米靶向藥物傳輸；環境響應性納米給藥體系
[中圖分類號] R446 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2013）02（c）-0025-04
作為醫學領域中的新興分支學科，納米醫學主要研究納米尺度的生命現象，從納米尺度來進行原來不可能達到的醫療和防治。這是因為當材料的結構基元尺寸小到納米量級的時候，其性能會有意想不到的變化；同時納米量級與生命物質的結構單元尺度相匹配，能更加有效的與生物體進行物質和能量交換，從而提高治療效果。納米醫學可分為兩大類：一是傳統分子醫學的延伸，即在分子水平上進行醫學研究，基因藥物和基因療法等就是代表性實例；二是把化學和材料領域的納米研究新成果引入醫學領域，如發展新型納米材料并用于疾病診斷和醫療等。很多納米材料都展現出誘人的醫學應用前景。這些新方法極大地促進了納米醫學概念的形成，吸引了眾多基礎研究和臨床實驗興趣。經過近二十年的大發展，納米材料用于診斷的方法學已日趨完善，國際上研究重點正逐漸轉移到使用納米材料進行疾病治療。國際上納米醫學發展標志性事件包括于2004和2005年分別新出版的專業期刊Nanomedicine、Nanomedicine：NBM Nanotechnology，Biology and Medicine和Int J Nanomedicine等。前些年曾有國內學者分別歸納過該領域進展，如納米技術在癌癥早期診斷和治療中的部分研究進展[1]，葉成紅等[2]歸納了納米技術在止血材料、骨科移植材料、血管支架材料等領域的研究進展。鑒于該領域發展很快，本文將納米醫學診斷與治療技術研究最新進展進行綜述。
1 納米診斷材料
癌癥早期精準檢測診斷對其治療具有重要的意義，目前，許多癌癥患者因種種原因未能在早期檢出，因而延誤了病情。以腸癌為例，我國早期臨床診斷率低于20%，超過80%患者確診時已發展至中晚期。如能發展更為方便靈敏的早期檢測方法，早治療，術后5年生存率可達90%以上。腫瘤發生是多種基因參與的結果，腫瘤的浸潤與轉移表達能夠用一套分子標志物來預測與表征[3]。腫瘤標志物的傳統檢測方法存在敏感性與特異性方面的問題。對于早期診斷來說，診斷靈敏度是其中至關重要的因素。利用納米粒子的獨特的光、電、熱、磁和力學性能，可以顯著增強檢測的靈敏度與特異性，納米技術推動了疾病診斷技術的快速發展。
目前，基于納米粒子的腫瘤疾病診斷技術主要包括早期腫瘤標志物檢測技術、活體動態多模式影像診斷技術等。例如，將能夠識別腫瘤細胞表面受體的特異性配體與納米粒子結合，待納米粒子與腫瘤細胞特異性結合后，利用物理方法如測試傳感器中的磁訊號、光訊號等，通過成像系統顯影，能夠對體內是否存在惡性腫瘤進行早期診斷。除了診斷功能外，利用納米診斷材料與腫瘤細胞結合的特性，進行腫瘤細胞示蹤與捕獲殺滅，實現診斷-治療一體化是腫瘤納米診斷治療技術的重要目標，也是本領域的研究熱點[4-5]。
量子點又稱半導體納米微晶體，直徑1～100 nm，是半徑小于或接近于激子玻爾半徑的一類半導體納米粒子。量子點具有一般納米微粒的基本性質如表面效應、體積效應和量子尺寸效應，在激發光的誘導下會產生熒光，具有寬的激發光譜、窄的發射光譜、可精確調諧的發射波長、可忽略的光漂白等優越的熒光特性，是一類應用于光學分子影像的納米材料，可以同時使用多種顏色的探針而不會發生波譜重疊現象。量子點被用作熒光探針用于細胞的標記和光學探針，特別適合于活體細胞成像和多組分同時檢測。為某些腫瘤的早期診斷提供一種新型分子診斷手段。同時，量子點又可以作為一種新型的光敏化試劑用于某些腫瘤光動力學治療。化合物半導體量子點尚存在毒性問題，最近發展的碳量子點具有生物相容性優異的特點，有望真正獲得臨床應用。
金納米粒子因為其獨特的表面等離子共振效應被用作光學造影劑和傳感器[6]，其具有良好的生物相容性和穩定性，尤其是具有較高的電子密度和X 射線吸收系數，在100 KeV下，金的吸收系數是碘造影劑的2～3倍，可用于腫瘤的診斷等。利用金納米顆粒結合雜交DN段，能夠很容易地穿透細胞膜進入細胞核與核內染色體結合，并具有較高的特異作用。碳量子點是2004年發現的一種新型碳材料[7]，與傳統量子點和有機染料相比，不僅擁有發光范圍可調，雙光子吸收截面大，光穩定性好，無光閃爍，而且碳材料毒性小，生物相容性好的優點，易于規模制備和功能化，價廉，是一種臨床應用前景很好的新型成像檢測納米材料。
2 藥物及基因納米傳遞體系
近年來藥物控制釋放技術的發展使給藥具有定時、定向、定位、速效、高效、長效等特點。為了實現這些靶向給藥、智能釋藥的要求，藥物控制釋放系統逐漸向小尺寸發展，這意味著生物醫用材料與納米技術的結合是這一領域必然的發展方向。目前大部分抗癌藥物是疏水性的，很容易被人體內的一系列排斥反應排出體外，如癌細胞的多藥耐藥和酶降解作用等。這大大限制了癌癥等疾病治療的有效性。而兩親性高分子形成的納米粒子可以作為藥物載體，把藥物包埋在疏水核內，表面由納米粒子的親水層保護，這樣藥物便可被輸送到腫瘤部位等，從而起到有效治療癌癥的作用。目前臨床上使用的大多數抗癌藥物，由于缺乏靶向性和特異性殺死癌細胞的能力，導致在治療癌癥的同時對機體正常組織產生嚴重的毒副作用，已成為癌癥治療面臨的棘手問題和最大障礙之一。
通過將藥物納米化，可以顯著增加藥物的溶解度，提高藥物的生物利用度，保護藥物或減少藥物被降解或清除，延長藥物發揮作用的時間，增加藥物對腫瘤組織的靶向性等。納米顆粒被動靶向腫瘤組織的能力基于腫瘤組織中發育不完善的多孔性脈管系統，后者為循環納米顆粒藉超通透和蓄積效應進入其中奠定了重要的結構基礎。目前只有Abraxane（paclitaxel-albumin bound）、Myocet（doxorubicin liposomes）、Doxil（doxorubicin liposomo-PEG）等幾種納米藥物進入臨床應用于患者癌癥治療[8]。納米藥物的形狀對納米給藥系統在血液中循環時間與穩定性存在顯著影響[9-10]。對比蠕蟲狀和球型膠束的血漿清除研究發現其形態對藥物的輸送過程及療效均有影響，肝脾對蠕蟲狀膠束的攝取能力非常低，因而其血液循環時間非常長，但蠕蟲狀膠束穿過腫瘤毛細血管的能力較差。一般納米藥物載體主要有兩部分：起載體作用形成囊泡的惰性組分和生物活性靶向基團。載藥量低是通常遇到的問題，如脂質體載藥量只有10%，為了實現增加載藥量，可將藥物分子直接作為載藥組分，這樣不僅可增加載藥量、減少了惰性組分所占比例，而且降低了給藥時的暴釋，如利用喜樹堿（camptothecin，CPT）疏水性，將其接上親水聚乙二醇（PEG）短鏈，形成雙親類磷酯大分子，該體系形成囊泡后，CPT載藥量可高達58%且無暴釋，其空腔中還可載入親水性抗癌藥阿霉素（Doxorubicin，DOX），這樣可高載藥量實現兩種抗癌藥同時負載，實現聯合化療，盡可能最大化殺滅癌細胞，減少復發和產生耐藥性機會，協同殺死癌細胞[11]。與此類似，還可將姜黃素（curcumin）接上PEG鏈，大大增加載藥量[12]。
3 靶向納米控釋給藥
克服耐藥性的方法主要有兩種：其一是多種藥物聯合化療，其二是使用多藥耐藥抑制劑逆轉腫瘤細胞的耐藥性，配合抗癌藥殺死癌細胞，這兩種方法都需要控制藥物在腫瘤細胞上定點、定量的精確作用，因此采用納米給藥并靶向傳輸是理想選擇，如何使藥物能夠高效地到達體內的靶部位一直是藥物控制釋放的一個關鍵問題。通過藥物傳遞系統可以將藥物運送到與疾病相關的特定的器官、組織或細胞。例如靶向到腫瘤、大腦、肝細胞、巨噬細胞等，可以提高靶部位的藥理作用強度并降低全身的不良反應，提高藥品安全性、有效性，是治療癌癥等疑難疾病的重要方法。
藥物的靶向釋放分為被動靶向和主動靶向。一定尺寸范圍的微米級、納米級藥物傳遞系統通常具有被動靶向性，被動靶向給藥系統對靶細胞并無識別能力，但可經尺寸效應到達靶部位進行釋藥。由于疏水性粒子在進入體循環時易被快速清除，如網狀內皮系統的巨噬細胞吞噬，從而影響藥物到達靶區，通過表面親水性PEG修飾等方法可以延長其在體內的循環時間。制備體內穩定性好的藥物傳遞系統是實現靶向給藥的關鍵點之一。主動靶向給藥系統則具有識別靶組織或靶細胞的能力。通過引入靶向基團可使納米藥物傳遞系統具有主動靶向能力，可以將藥物運送到特定的器官、組織或細胞，是治療癌癥等疑難疾病的重要方法。常見的靶向基團包括多肽、蛋白質類，如抗體及抗體片段、轉鐵蛋白等，維生素類如葉酸、生物素等，碳水化合物類如半乳糖等[13]。
葉酸是細胞所必需的維生素，參與多種代謝途徑的一碳轉移反應。葉酸的細胞轉運通過兩種跨膜蛋白，即低親和力的還原性葉酸載體和高親和力的葉酸受體來完成。葉酸具有與葉酸受體的高親和力、低免疫原性、易于修飾、體積小、高度化學穩定性和生物學穩定性、高的腫瘤滲透性、以及低成本等優點，因此葉酸介導腫瘤靶向的研究得到迅速發展[14]。與單靶向體系相比，在納米粒子的表面同時引入不同的兩種靶向基團可明顯提高靶向效果[15]。
具有細胞靶向作用的多肽稱為靶向肽。研究最多的是對腫瘤具有識別能力的多肽[16]。例如酪氨酸-異亮氨酸-甘氨酸-絲氨酸-精氨酸五肽YIGSR似的活性有效部分，可與癌細胞表面大量的層粘連蛋白受體識別，具有腫瘤細胞靶向性，另一方面，它通過競爭與腫瘤細胞的相應黏附因子結合，封閉了腫瘤細胞與體內正常細胞的細胞外基質和基底膜上層粘連蛋白結合的可能，抑制腫瘤的轉移[17]。
特羅凱（鹽酸厄洛替尼片）是2007年羅氏醫學部在中國上市的新型高效的靶向治療藥物，用于晚期非小細胞肺癌在既往化療失敗后的三線治療。這一藥物適用于所有非小細胞肺癌患者，是目前世界上唯一被證明能夠顯著延長非小細胞肺癌患者生命的靶向抗癌藥物，分別于2004年11月和2005年9月在美國和歐洲通過審批，用于化療失敗后的非小細胞肺癌的二或三線治療，在全球超過75個國家批準上市。Zhou等[18]對比特羅凱單藥與化療用于表皮生長因子受體EGFR突變肺癌患者一線治療的研究最優化方案，最終證實了接受靶向治療的有效率高達83%，患者中位無進展生存達13.7個月；而普通化療有效率僅為36%，患者中位無進展生存為4.6個月。
利用生物體內蛋白納米微結構作為藥物載體形成納米醫藥是很有意義的方向，有望得到理想的藥物傳輸系統。穹隆體存在于哺乳動物細胞的細胞質中，最大的穹隆體是核糖白復合物，其大小在100 nm以下。內部中空的穹隆體一般為桶形結構，可以封裝各種蛋白。由于自身是天然蛋白質，所以不會產生免疫應答。穹隆體可以定位細胞表面受體，并可通過微孔緩慢釋放藥物。利用穹隆體遞送藥物的難點在于如何將藥物封裝在穹窿體內。采用了納米小碟技術[19]，利用可與穹隆體結合的脂蛋白形成納米小碟的雙層脂膜，然后用不溶性的全反式維甲酸封裝穹隆體，進而解決了這一難題。這樣就把載有藥物的納米小碟裝入了穹隆體，從而屏蔽外部介質。由于穹隆體可以容納很多納米小碟，大大提高了局部藥物濃度。
4 環境響應性給藥納米體系
可以利用癌癥細胞和正常細胞組織微小的環境差異，例如癌癥細胞內外pH在5.0～6.8或溫度稍微高于體溫，改變聚合物分子鏈之間或者聚合物分子鏈與溶劑之間的相互作用，從而使其本身發生結構、形狀或者性能上的改變，來實現藥物對癌癥細胞的釋放而達到僅殺死癌癥細胞的目的。近年來，作為一種非常有效的抗癌藥物，硼替佐米（Bortezomib，萬珂）已經被批準應用于多發性骨髓瘤的臨床治療，且在治療初治或難治多發性骨髓瘤以及非霍奇金淋巴瘤（NHL）等其他血液系統惡性腫瘤，因其擁有顯著的療效而受到越來越廣泛地關注[20]。由于硼替佐米分子上硼酸基團的存在，其可以與含有1，2或者1，3-二羥基的分子或者聚合物在中性或者堿性條件下實現絡合，并在酸性條件下可實現解絡合。這樣的pH依賴性的相互作用，已經利用并報道了含有苯鄰二酚基團的PEG對硼替佐米在pH=7.4或者堿性下的有效負載和在pH=5時的可控釋放[21]。含有雙硫鍵的給藥系統因二硫鍵對還原物質敏感，在藥物釋放領域具有重要意義，例如，當包載藥物的含二硫鍵給藥體系進入細胞時，二硫鍵會被細胞內谷胱甘肽酶還原而迅速降解[22]，釋放出藥物。含二硒長鏈藥物載體具有比含二硫基團的體系具有更為靈敏的氧化還原響應性，在很溫和的氧化（0.01%雙氧水）或還原條件下（0.01%谷胱甘肽）就可實現疏水二硒鏈段斷裂，使納米微膠囊解離并釋放包載的藥物，同時，很低劑量的伽馬射線（5 Gy）就能使二硒鍵斷裂，為獲得的化療與低損害放療聯合治療腫瘤提供了一種新途徑[23]。
5 結語
納米技術在預防與控制癌癥等疾病方面將大有作為，在納米醫學領域，待解決的問題主要包括以下幾點：一是如何拓展在藥物治療方面的用途，目前直接用于治療的納米微粒只有有限幾種，且集中在對癌細胞的殺滅研究，大多數納米材料的優良性能還沒有得到有效利用；二是開發方便耐用的醫用材料和藥物，用特定的納米復合結構和材料實現藥物的廣譜、速效治療；三是把納米技術和基因療法相結合，降低因基因載體選擇不當造成的排異反應。目前具有挑戰性的問題是如何提高體內靈敏度，以及消除潛在毒性。此外，納米材料與人體相互作用的長期后果還不清楚，納米醫學材料生物安全性越來越被人們重視，在設計材料的同時，其生物安全性成為研究工作首要考慮的因素[3，24]。隨著今后納米醫藥領域深入系統的研究，有望為許多疾病治療和診療進步提供新技術。
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納米技術在生物醫學的應用范文4
準確地說：自20世紀80年代以來，我們已是處在一個信息爆炸的時代、一個知識經濟的時代。有人還更形象地說：這是一個一“網”情深的時代；一個“網”事如歌的時代；一個無“網”而不勝的時代。的確，進入20世紀的后期，我們已實實在在地處在了一個信息網絡化的時代中。未來學家們又進一步預言說：21世紀將是生物科技的時代，或者說是生命科學的時代。因為生物技術和信息技術的迅猛發展已向人們展現出了更加誘人前景，并使得將生物學和信息學結合起來的生物信息學的研究成為可能。運用生物信息學的原理或機制去提示生命的奧秘，認識和探討人類疾病的發生和發展及至康復等醫學問題，將是一個全新的課題，并有望開啟一個嶄新醫學時代。生物信息醫學的時代。這是一個將“物質、能量和信息”三基元的思想用來指導醫學的研究和發展的新階段，是對現代醫學僅從人體的物質結構和功能(能量)或者注重從生物物理和生物化學的角度去認識疾病和防治疾病方法的一種進步和完善。換句話說：我們將從生理、生化和生物信息三方面去看待機體和生命，去認識和防治疾病。這不正是我們傳統中醫學的“形、氣、神”理論的現代體現嗎?所以，我們認為，21世紀的醫學發展趨勢將是以生物信息為主導的醫學新時代。
下面我想從4個方面來分析和探討一下，我們所提出的“生物信息醫學”形成的可能性或可行性。即：①現代高新科技發展所提供的時代科技背景；②信息時代新的哲學思想原則為之提供的認識論和方法論；③生物信息醫學已存在的歷史和發展現狀；④生物信息醫學未來的發展前景展望。
1生物信息醫學形成的時代背景――現代高新科技
現代醫學科學的每一個新進展都與當時的科學研究和技術的支持是分不開的，在當今蓬勃發展的醫學背后有現代高新技術強有力的支撐。
現代高新科技來自現代尖端科學的研究，所謂尖端科學就是人類探索自然界規律，攀登科學知識高峰的前沿。當前，科學研究的最前沿主要可以歸結為以下幾個方面的問題，即物質的組成或結構，生命的本質和演化，人類生存的環境，宇宙的起源和人類智力的奧秘。正是對在這些問題探索研究的過程中，人們不斷獲取尖端科學知識，并應用這些知識，又進一步開發出了如下高新科學技術，即：①生命科學技術(或稱生物科學技術)――對生命的本質和演化的探索；②信息科學技術――對人類智力的探索；③軟科學技術(或稱管理科學)――對人類智力的探索；④海洋科學技術――對生存環境的探索；⑤空間科學技術(或稱航空航天技術)――對宇宙空間的探索；⑥環境科學技術――有益于環境的高新技術；⑦新材料科學技術――對物質的組成或結構的探索；⑧新能源和可再生能源科學技術――對物質的組成或結構的探索。
這高新技術中，其中信息科學技術、生命科學技術和軟科學(管理科學)是與人的生命和智力的探索直接相關的。自然也是與醫學是密切相關的科學和技術。海洋科學和空間科學及環境科學，主要研究人類生存空間的拓展和生存環境的保護，也是以人為本的。新材料科學和新能源及可再生能源科學則主要是為人類尋找更好的使用工具和動力資源，提高人類勞動效率和生存生活質量。同時，其新材料科學技術還將會為我們的醫學提供更精細和精密的診療儀器或技術手段。例如：納米技術可使我們造制出更加精細的檢測儀器，如：纖維鏡、胃鏡等，也可提供更精細手術器械等。
在現代高新科學技術的基礎上，現代醫學科學研究方法的特點：一是研究更為深入，利用現代生物學先進技術，在核酸、蛋白質等生物大分子水平上闡述生命體的結構和功能特征，并且利用基因技術使人們能夠設計和改變生物體特征；二是研究技術的綜合應用，以往各學科單一的研究方法、系統正在被跨學科多水平的實驗體系所取代，高水準的研究一般都在整體、離體組織、細胞、分子多種水平上證實一種論點；三是高新技術的發展完善，使得元損傷非侵入式研究越來越廣泛被采用，不僅可以在實驗動物上得出與人更接近的結果，還能直接用于人體的研究；四是信息科學技術又為現代醫學科學的研究提供了新的思路和方法。它使我們對生命體的認識不再只考慮其物質結構和能量代謝兩個方面的問題，而是將生命體內物質、能量和信息三個基本要素都考慮進來。目前，對于人體信息系統的組成、信號轉導及有關的分子家族、信號轉導過程、細胞內信號轉導、細胞間通訊、神經信息的傳遞、大腦信息的加工、處理等有了前所未有的詳細認識。
因此，在這里我將重點介紹一下信息科學技術和生物科學技術。因為，這兩項技術與我所提出的生物信息醫學是緊密相連的。
1．1信息科學技術
1．1．1信息的定義及本質的討論：從20世紀中葉開始，對于信息的定義及其本質的問題在世界范圍內已引起了非常廣泛的討論，但仍未有一個定論。
其實，信息現象十分古老，早在人類歷史發端以前，信息已存在于物質世界。如陽光普照，星光燦爛，就是宇宙天體發出的信息，在人類社會誕生以后，信息不僅來自物質世界，而且來自精神領域。人類認識和改造客觀世界的過程，實質上就是一個信息過程。所以，人類自誕生以來，一直是在不斷地進行信息的加工、傳遞、交流和利用等過程。
人類雖然很早并一直在接觸和利用信息，但對信息進行有意識的科學闡析，都是20世紀以后的事。在此之前，我們對信息的認識和理解，主要是指一些通知、報告、新聞消息、報道、情報、知識見聞、資料等，進一步指思想、事實、思維、意念、資訊等，在通信科學發展的時代中是指信號、指令、代碼、數據、圖像等等。這些都是我們的日?？赡芙佑|到的一些信息。。然而，從哲學的角度去深究信息的本質，是相當艱難的，在學術上也一直是爭論不休的。這些爭論，始終是圍繞著信息同物質、能源的關系，同認識、意識的關系問題展開的。由于人們認識上的差異以及觀察角度和采用方法的不同，各國學者在探索過程中，給“信息”下的定義已有四五十個之多，每種定義都有理性的面，但還沒有一個是定義在世界范圍內得到公認。不過，從這些討論中可以肯定的是：信息與物質和能量一起共同構成了人類可利用的三大基本資源要素。換句話說：整個世界(包括人體)是由物質、能量和信息三大資源構成的。信息論的創始人之一，美國學者唯納說過一句有名的話，他說：信息就是信息，它不是物質也是能量；不承認這一點的唯物論，在今天就不能存在下去。
隨著信息科學和技術的發展與完善，相信人們一定會對信息的本質作出一個比較全面的科學闡析。目前，對信息的單位已確定了用“比特”來表示。所謂的信息流也就是比特流。美國麻省理工學院媒體實驗室主任尼古拉•尼葛洛龐帝先生說過：信息社會的基本要素不是原子，而是比特。比特與原子遵循著不同的安全法則。比特沒有重量，易于復制，可以以極快的速度傳播。它在傳播時，時空障礙完全消失。而原子只能由有限的人使用，使用的人越多其價值越高。尼葛洛龐帝還說：“我覺得我們的法律就仿佛在甲板上吧達吧達掙扎的魚一樣。這些垂死的魚拼命喘著氣，因為數字世界是個截然不同的地方。大多數法律都是為了原子的世界而不是比特的世界而制定的”?？梢娦畔⑴c物質和能量有著本質的不同。另外信息網絡帶來的挑戰，可能會更超出我們所有人的想象。所有這些都將有助于我們對“信息”的進一步理解。對于信息的定義值得一提的有：《中國新聞實用大辭典》(人民日報出版社)從“實用”的角度，把“信息”表述為：一切事物的狀態和特征的反映。它普遍存在于自然界、人類社會以及人們的認識和思維過程中。人類生活的世界是一個充滿信息的世界。另有一個比較通俗的說法：即認為凡是人和動物通過眼睛、耳朵、鼻子、舌頭、身體、大腦接受到的外界事物及其變化，統統都含有信息。如五彩濱紛的圖畫、火車的鳴叫、香水的芬芳、蘋果的酸味、棒擊的疼痛、靈感的觸發等等。據專家統計，一般來說，人類通過視覺獲得的信息占83％，通過聽覺獲得的信息占12％，而其余6％的信息通過嗅覺、觸覺和味覺獲得。然而，這些也只不過是指人體從外界接收或獲取的體外信息，只是機體信息中一個方面。而另一方面在生物體內自身還有其信息的加工、處理、發出、傳輸、儲存和利用等過程。如大腦的思維、心理活動、神經反射、激素調節、體液傳導、遺傳變異、氣功意念、經絡傳感、細胞、組織的新陳代謝等等，都是一些重要的生物信息過程?？梢?，“生物信息”的過程要比現在我們了解的“電子信息”處理的過程更為復雜。
現代醫學是建立在分子生物學、細胞學、組織胚胎學、解剖學、生理學和生物化學的基礎上的。它注重的是機體不同部分之間的差異性，即每發現一個部分在結構和功能上的不同，就給予這個部分一個命名，就成為一種新發現。這也正是科學界歷來所信奉的“結構決定功能”的理論觀念。由于這種思想觀念的指導，使人們對機體內部各個部分都有了深刻的研究和了解，便于得到各部分之間的結構方式和本質差別，進而了解其功能特征。然而，這種只從物質結構狀態和功能(或能量)特征去認識機體是不全面的，它忽視了生物體不同部分之間還有其信息的聯系和控制調節等特點，即生物體內的“信息調控機制”問題。因而，現代醫學也就遇到了許多理論難題和臨床疑點問題，這些問題也正是影響醫學和生命科學全面發展的主要因素。因此，未來醫學則必須是建立在生物物理學(物質結構功能，即分子生物學、細胞學、組織胚胎學、解剖學、生理學等)、生物化學(物質和能量代謝)和生物信息學的基礎上。
1．1．2信息技術的發展歷程：在人類誕生之初――即最原始的人類，其信息交流可能主要是靠叫聲和動作手勢，進而就有語言的產生，最后又有了文字符號，并進一步又有印刷術的出現。緊接著又有書報、信件、郵遞員、信鴿等信息傳播工具或媒體，這些是古代信息傳播技術發展的一個基礎過程。到了近代，隨著電的發明和發展，利用電來傳遞信息的技術得以研究和發展。最初是電報、電傳，到了1876年3月10日，貝爾運用電聲轉換技術發明了電話，隨后又是有了無線電廣播、電影、電視的發睨。這些使人類的信息傳播技術產生的一個飛躍，是一次信息革命
進入20世紀后，電話、無線電廣播、電影和電視得到了極大的發展和應用。更有意義的是：20世紀上半葉又有了電子計算機的出現，計算機改變了人類對信息儲存、加工、處理和復制的基本方式，也使傳統的印刷術發生了一場革命。使之告別了鉛與火，代之以光和電。進入20世紀90年代以后，以Intemet為代表的計算機網絡得到了飛速的發展。它從最初的教育科研網絡，逐漸發展成為商業和民用網絡，并正在改變著我們工作和生活的各個方面?？梢院敛豢浯蟮卣f，Intemet是自印刷術以來人類通信方面最大的變革。目前，Intemet與電話和電視并稱為三大通信網絡。從計算機網絡(Intemet)的發展速度和趨勢來看，有可能以它為核心將“三網合而為一”。
1993年9月15日，美國政府了一個在全世界引起很大反響的文件，其文題是“國家信息基礎結構行動計劃”。后來人們又通俗、生動而形象地把這個“行動計劃”稱作“信息高速公路”。緊接著全世界所有的工業發達國家和很多發展中國家都紛紛研究和制訂本國建設信息基礎結構的計劃。這就使得計算機網絡(Intemet)的發展進入了一個新的歷史階段。應該說，這正是我們進入信息化時代的一個標志。當然，這個時代是經歷了由信息科學研究一信息技術革命一信息產業化、商品化一信息的社會化一信息化時代的過程，也差不多是經歷了一個世紀的發展歷程。
在這個信息化時代，我們所有的人都可以感受它給我們帶來的快捷和便利。也更驚嘆它的發展速度以及其社會變化竟是如此變幻莫測。有一個著名的定律是美國貝爾電話實驗室的穆爾提出的，叫穆爾線性定律：他說一個硅片上的晶體管數量，按每18個月增加1倍的集成度的速度增長。目前，一塊計算機芯片上晶體管的集成度已達幾億個以上。據估計，到2007年將達到2000億個晶體管。所以，有些學者說，在信息化時代，我們只能預測到5年(最多10年)以內的發展情形，10年以后是很難以預料的，因其發展太快了。如果說20世紀末的信息時代是那么地變幻莫測，那么21世紀的生物科技時代，就更難以預測了。因為，21世紀人類的生存、生活、婚姻、家庭以及倫理、道德等方式都將有可能被重新定義或定位。你想想，可以將人進行復制，并使生命延續的克隆技術已予示著將打破一切條條框框(這正是下面我將要介紹的生物科學技術的發展及態勢)。
1．2生物科學技術的發展態勢：生物技術應該說不完全是一門新興學科，它包括傳統生物技術和現代生物技術兩部分。傳統的生物技術是舊有的制造醬油、醋、酒、面包、奶酪、酸奶及其他食品等傳統工藝?，F代生物技術則是指20世紀70年代末80年代初發展起來的，以基因工程為核心，以DNA重組技術的建立為標志的新興學科。目前我們所提的生物技術基本上是指現代生物技術。
現代生物技術包括：基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程以及生化工程等。．不久的將來也許還將有生物信息工程的誕生。
1．2．1基因工程：1944年Averg等科學家闡明了DNA是遺傳信息的攜帶者；1953年Wats。n和Crick提出了DNA的雙螺旋結構模型，闡明了DNlA的半保留復制模式，從而開啟了分子生物學研究的新紀元；1961年M•Nirenberg等破譯了遺傳密碼，揭示了DNA編碼的遺傳信息如何傳遞給蛋白質這一秘密；1972年Berg首先實現了DNA體外重組技術，這標志著生物技術的核心技術――基因工程技術的開始，它向人們提供了一種全新的技術手段，使人們可以按照意愿在試管內切割DNA，分離基因，并經重組后導人其他生物或細胞，藉以改造農作物或畜牧品種；也可以直接導人人體內進行基因治療。基因治療主要包括制備正常基因取代遺傳缺陷的基因，或者關閉異常表達的基因，或者降低異?；虻谋磉_強度。這樣可以對一些由于基因突變、缺失和異常表達所引起的疾病，如遺傳病、惡性腫瘤等有望達到較理想的治療效果。
根據基因工程技術而進行的基因工程藥物的研究自20世紀70年末也已經開始，如人工胰島素、干擾素、生長素類、白細胞介素類和肝炎疫苗等。一還有轉基因技術對人工選育優良品種也取得了成功。其中克隆羊的成功為動物轉基因研究揭示了廣闊的前景(有關克隆技術在下面的細胞工程中介紹)。
1．2．2細胞工程技術：所謂的細胞工程是指以細胞為基本單位，在體外條件下進行培養、繁殖，或人為地使細胞某些生物學特性按人們的意愿發生改變，從而達到改變生物品種和創造新品種，加速繁育個體，或獲得某種有用的物質的過程。在這里我重點介紹一下細胞核移植技術-克隆技術。進入20世紀90年代，利用幼胚細胞核克隆哺乳動物的技術接近成熟。世界上許多國家和地區，如美國、英國、新西蘭、中國、臺灣等紛紛報道成功克隆猴子、豬、綿羊、牛、山羊、兔等。不過最讓生物學家和全世界震驚的重大突破是英國PPL生物技術公司羅斯林(R。slin)研究所的維爾穆特(Wilmut)博士于1997年2月27日在世界著名權威雜志《Nature》上宣布的用乳腺細胞的細胞核克隆出一只綿羊“多莉”(D。lly)的消息，“多莉”的誕生，既說明了體細胞核的遺傳信息的全能性，也翻開了人類以體細胞核竟相克隆哺乳動物的新篇章。僅僅過了一年半，1998年7月5日，日本人就喜迎來了叫作“能都”和“加賀”的兩頭克隆牛犢的降生。它們是用母牛輸卵管細胞的細胞核克隆成功的，幾乎與此同時，一組科學家在美國檀香山宣布，他們已經采用卵泡細胞的細胞核克隆成功的小鼠“卡繆麗娜”再克隆出了下一代。祖孫三代22只克隆鼠組成的大家庭具有完全一致的遺傳基因和信息。隨后，德國和韓國的科學家也相繼宣布用體細胞成功克隆出哺乳動物的消息。可見，幾個世紀以來人類夢寐以求的快速、大量繁殖純種動物的夙愿，在20世紀快要結束之前正在變成現實。
如果說1997年2月克隆“多莉”羊的新聞轟動了世界，一些人還是持懷疑態度的話，那么隨著“能都”和“加賀”等多頭克隆牛的問世以及克隆老鼠的再克隆成功，用體細胞而不是用早期胚胎細胞的細胞核克隆的哺乳動物，已經成了廣為科學界和普通群眾接受的事實。在此基礎上，克隆人已經不再是科幻小說中的故事了。1998年初，美國哈佛大學的理查德•希德宣布了他的克隆人計劃，立即招來了全世界一浪高過一浪的反對呼聲，緊接著歐洲19國聯合簽署了禁止克隆人的協議，我國政府以及美、英、德、日也已明確表示反對。然而這位69歲的博士稱：克隆人“只不過是人類生育的另一項先進技術”。他計劃把自己的體細胞核與捐獻者的卵相結合后，再將這個胚胎植入他妻子格洛麗亞的子宮中，以期生下他的復制品。目前全世界都以關切的目光注視著希德的舉動和美國政府的一些反應。另據報道，韓國科學家已于最近克隆成功了人的早期胚胎，但攝于法律的約束，又主動將她銷毀了。正象核能的開發具有截然相反的作用那樣，人類對克隆自身已采取了十分慎重的嚴肅態度。
但是，科學的發展是無法阻擋，即便是法律最終也可能無能為力，它也只能為順應科學的發展而變化或制訂新的條文，以此來對新生事物加以規范或約束，強制阻撓是愚蠢的。正如信息時代一樣對信息犯罪必須重新修訂法律條文。所以，克隆人最終還是會變成現實的。據了解，目前在醫學領域是允許可以克隆器官的，以便提供被人體易接受的一模一樣的器官移植。
總之，這項技術必將對21世紀的醫學科學、生命科學以及農學等諸多領域產生重大的影響和變革。如果一旦被允許可以克隆人時，那么，整個社會的形態，生存和生活的方式都將發生變化，人與人之間的關系、婚姻、家庭和倫理道德等概念都將會被重新改寫或定義，因為，一種新的生育方式將改變這一切。因此，21世紀的生命科學時代的確是人們難以預料的。
1．2．3生物信息學的萌生：隨著人類基因組計劃等大型國際項目的實施，以及生物技術和信息科學技術的進一步研究和發展，一門新興的邊緣學科――生物信息學已應運而生。因為，生物科技和信息科技等高新技術的發展已為生物信息學的研究、開發和利用提供了可能，并已成為當前一個前沿領域和研究的熱點。
生物信息學是以核酸(DNA分子)、蛋白質等生物大分子的信息密碼；細胞間的通訊；腦科學和神經網絡；內分泌激素的信使作用和免疫調節，以及中醫的經絡學說和精氣神理論為主要研究對象。以數學、信息學、計算機科學和仿生學為主要手段，以計算機硬件、軟件和通信網絡為主要工具，對浩如煙海的原始數據和紛繁復雜的生命信息進行存儲、管理、注釋、加工、解讀，使之成為具有明確生物意義的生物信息。通過對生物信息的查詢、搜索、備份、比較、分析，從中獲取基因編碼、基因調控，核酸和蛋白質的翻譯和其結構功能關系，大腦的信息加工、處理機制、神經信息的傳輸原理等等知識。在弄明白這些大量的生物信息的基礎上，再結合已有的生理、生化知識去探索生命的起源、生物的進化、生命信息的傳輸調控機制、大腦的思維和神智；人類的疾病與康復，以及細胞、器官和個體的發生、發育、衰亡等生命科學中的重大問題，搞清楚它們的基本規律和內在聯系，是完全可能的。因此，生物信息學對21世紀的醫學科學和生命科學具有不可估量的奠基和推動作用。
高新技術的重要特征之一是學科的橫向滲透、縱向加深、綜合交錯、發展迅速。所以，我們所提出的生物信息學也正是在現代多學科發展的基礎上橫向結合而產生的。它是生物學與信息學，信息學與生物醫學工程學等學科之間的相互交叉、相互滲透的一門邊緣學科。同樣，生物信息學又將與生命科學和醫學科學進行交叉和滲透，并進一步形成生物信息醫學這門新興分支學科。它將促進醫學科學的發展，并有可能引發一場醫學革命，使我們步入生物信息醫學時代。雖然，我們目前尚不能作出一個比較完善的定義或解釋，但是，今天我們大家大概都不會否認，信息過程是生物體(人體)的一個重要過程。這一過程從根本上來說，是個體為了適應機體內、外瞬息萬變的各種環境。事實上，現代生物遺傳工程、轉基因技術、細胞工程學和克隆技術，還有現代醫學的腦科學研究、神經生理學、內分泌激素、免疫學、心理醫學和思維醫學，以及我們祖國傳統醫學中的針灸學、經絡學說、氣功和推拿按摩學等等，這些都已不同程度地揭示了機體內的一些信息過程中內涵。這些探討生命過程中的信息問題，對于了解生命的本質、演化以及疾病的發生、發展和轉歸等無疑是十分重要的。因此，我們有理由相信，生物信息醫學將成為21世紀醫學科學研究和發展的主流。
2信息時代的哲學思想原則與方法
19世紀和20世紀初，我們把它稱為工業化的時代。在工業化時代，牛頓力學有力地支撐了對立統一的哲學思想原則，也使我國古代就已形成的“物生有兩，體分左右，皆有二也”的樸素“二元論”辯證法觀念找到了近代科學的解釋。然而，牛頓力學觀察的是兩個物體之間的相互作用，是以質量和能量作為物質的兩個本源特質的。人們很容易理解，任何事物都有正反兩個方面，非此即彼，非我即敵的機械認識論觀點就是這種思想方法的極端體現。
進入20世紀后半葉，現代科學技術發展把人們推進到了信息化時代，人們遇到的諸多問題已經不可能在牛頓力學的單一因果鏈的思維平臺上獲得滿意的答案，除了對立雙方之間的力學作用之外，還必須考慮介質或者環境變化的信息作用問題。對立雙方長期斗爭的結果并不總是一個吃掉另一個，而往往是兩敗俱傷，由第三者或第三態主導局面。因此，信息時代的哲學思想原則應該是至少要考慮三個最基本的要素而不是兩個。比如：物質、能量和信息；元序、有序和自序；整體、局部和媒介；主體、對象和環境；正態、負態和零態；宏觀、微觀和中觀等等?，F已知曉：物質、能量和信息是人類可利用的三大基本的戰略資源。整個世界包括我們的人體，是由物質、能量和信息三者所共同構成的。因此，一位美國科學家曾經說過這樣一首詩，他說：“沒有物質的世界是一個虛無的世界；沒有能量的世界是一個死寂的世界；沒有信息的世界則是一個混亂的世界”。可見，物質、能量和信息這三者是缺一不可。物質可以被加工成材料，為工具準備形體；能源可以被轉換為動力，為工具注入活力，驅動機器運轉；信息則可以被提煉成為知識和智慧，為工具和機器提供智能指令。在這三種資源之中，物質相對直觀；信息資源相對抽象；而能量資源則介于兩者之間：人類認識世界的規律是由直觀而至抽象，這就決定了一個極為有趣的生產力發展進程。在農業時代，人們主要利用物質一種資源來制造人力工具(稱為一維工具、死工具)，這種“物質”又全部取之于自然環境；在工業時代，人類進一步學會了高效地利用能量資源，并把它與材料結合起來制造動力工具(稱為二維工具、活工具)物質和能量大顯身手、大出了風頭，使我們看到了電燈代替油燈，汽車代替了馬車。到了信息化時代，人類又學會了利用信息資源，并把它與物質和能量結合起來制造智能工具(稱為三維工具、聰明工具)，也使我們看到計算機代替生產線上的工人。也因此在信息時代，大量的下崗和失業是在所難免的。
由此可見，人類的生產活動，實際上是通過能源的開采、運輸和變換，作用于各種物質，使之發生物理的和化學的種種變化，使之成為人們所需要的各種產品。這種能量流和物質流的結合程度，取決于信息流的注入程度。我們人類的醫療實踐活動似乎也遵循了這一發展規律，在原始的農業時代，人們的醫療手段主要是靠自然醫療和天然藥物醫療。那時只能憑借自然界的現有條件來同疾病作斗爭。到了工業時代，人類也就掌握了運用化學藥物和切開手術醫療手段來戰勝疾病，這些正是將物質和能量的結合利用。那么，到了信息化時代，人類也將會把信息導入醫療實踐活動，并把他作為一種新的診斷和治療手段，或與藥物和手術結合起來應用，使其醫療手段更加先進和完善。在工業化時代，人類對自然資源的過度開采和大量索取，造成了有些資源短缺、物種的滅絕和環境的嚴重污染或破壞等，已使人類飽償大自然對人類的懲罰。同樣，現代醫學由于大量使用化學藥物和手術切除或置換修補，致使藥源性和醫源性疾病的發生和泛濫。也使人們也償到苦頭，并感到了恐慌。把生物信息資源導入醫療實踐，將很有可能改變這一不利局面。
我們知道，在生產力體系中，物質、能量為實體因素，而信息是非實體因素。信息對物質和能量起著結合和控制作用。沒有信息的參與，物質和能量無法正常發揮作用，生產就混亂而無法進行，除了這種“結合”和“控制”作用外，信息還起到放大或倍增作用――即信息可以憑借它“攜帶”的科技和經濟知識、管理智慧，使物質和能量十倍、百倍甚至千倍地產生效益。一旦人們掌握了新的技術信息和管理知識，就可以創造發明新的工具；利用新的能源，掌握控制先進的生產程序，就可以十倍、百倍地提高勞動生產率。同樣的道理，將信息作為一種診斷和治療手段或要素參與醫療實踐，無疑將可以降低化學藥物的用量和手術的創傷使療效成倍的提高；甚至可以免去不必要的手術和化學藥物的應用，使治療效果更加穩定、可靠，副作用也更小。
總之，在信息時代，人們對信息的本質和作用的認識也越來越深刻。并受到廣泛的重視，傳統哲學的二元論思想原則已受到挑戰。一種以“物質、能量和信息”三基元的哲學指導思想正在起著主導作用。這種新的哲學思想認為：任何事物都是由三個具有正交完備性的最基本的要素構成的，比如熱力學有三定律，機械學有三定律，生物學也有三定律(遺傳、變異、自然淘汰)，現代交叉科學有老三論(控制論、信息論、系統論)，新三論(協同論、突變論、耗散結構論)，有三個基本原理，彩色電視中有三基色原理，任何事物可能都是由物質、能量和信息三個基本要素的完整體現，任何事物(包括機體)的組織形態也可能都存在著無序、有序和自序這三種極端模式等等。這種“三基元論”的哲學指導思想原則，無疑將改變我們對所有自然科學的研究方法和認識論觀點。
我們知道，西方近、現代自然科學受英國啟蒙科學家培根(R．Bac。n，1220～1292)的巨大影響，拋棄了古代科學家習慣使用的思辯方法，強調“實驗方法”和“數學”的偉大作用，倡導一種直觀形象的思維方法或模式，采用一種實證方法來進行驗證。也就是我前面所提到的科學界所信奉的“結構決定功能”科學思想觀念。因此，在18世紀以來，實驗和觀察成為所有自然科學的主要研究途徑和人類認識客觀世界的第一位的最重要實踐活動。并進而將現代科學技術推進到一個很高的水平。
現代醫學(西醫)正是在這種哲學指導思想和科學發展的背景下得以取得了巨大發展的。其思維模式是以具體(個體)的形象思維為主導的，即將其分割后進行驗證，運用形象的邏輯推理的方式，來找到或發現有可能的因果關系。因此現代醫學(西醫)較偏重于局部的組織結構和功能的研究，而對于整體的宏觀信息調控的考慮則相對較少，如解剖學、細胞學、組織胚胎學、分子生物學、病理學、細菌學、生物化學等，這些學科都是從不同的角度，通過實驗方式進行研究和觀察。它注重和強調具體的人體物質結構和形態的存在形式。與此正好相反，我們傳統的中醫學卻仍然堅守著古代哲學的思辯方法，即是從復雜的整體環境和現象中尋找規律，通過比類取象的方法，對物質世界進行一種抽象的概括或綜合歸納。因此，中醫學偏重于整體的宏觀研究和經絡信息網絡的調節機能，是以整體的、運動的、辯證的觀點在活的機體上來認識人體，依據“天人同理” 原理，采取比類取象的方法，以自然和社會的規律及現象來類比觀察人體與疾病。如中醫的陰陽五行學說、形氣神理論、天人合一理論、五運六氣和臟象學說等，都是我國勞動人民在長期的生產和生活實踐中測天觀地、比類取象，并引伸到人體的生老病死中，以整體的抽象思維方式概括而成的。同樣，針灸學中的經絡學說也是古人根據人體復雜的“氣”感和穴位效應等機體信息變化現象而抽象概括描述出來的。
這兩種不同的思維模式也就導致中西醫兩種截然不同的理論體系?，F代醫學因拋棄了抽象的思辯方法，因而在認識上就不夠全面了，這也是現代醫學不能完全取代傳統中醫學的原因。信息時代的“物質、能量和信息”三基元論的哲學指導思想原則將使我們重新調整對人體的認識方法和醫學的研究方法。前面說過，物質是具體而形象，而信息相對抽象；能量則介于兩者之間。因此，西醫的形象思維和中醫的抽象思維模式都只能是認識論的一個方面的，都有一定的片面性或局限性。如果將它們結合起來作為醫學的一種新的認識研究方法，即形成第三種思維方法――維象思維模式，我想我們醫學的發展就會有較大的突破，中西醫兩種醫學也就可能真正結合到一起。我們所提出的生物信息醫學正是以這種新的哲學指導思想原則和維象思維模式為指導，它將會使我們傳統中醫學的一些抽象理論和神奇的治療方法得以挖掘和科學的闡析。因此可以說，信息科技時代將是我們傳統中醫學得以振興和科學解析的時代。
3生物信息醫學存在的歷史和發展現狀
3．1傳統中醫學中的信息醫療方法和思想：《靈樞•官能篇》日：“語徐而安靜，手巧而心審諦者，可使行針艾……緩節柔筋而心和調者，可使導引、行氣”。這就是說在傳統的針灸和按摩治療中，已體現出了一種樸素的信息醫療思想觀念。它對從事針灸的施術者(醫生)提出了要修心養性，語言和藹，施術時要安靜，注意意念集中，以便達到最佳的信息調節治療效果。對從事氣功推拿的要求是：應加強修煉，使動作柔緩、心理調和，這也是強調意念信息的調理作用。還有針灸針的針柄也給了我們一個很好啟示，針柄上的“線圈”不應單單只是為提插捻轉的方便而設計。這種金屬“線圈”還當然具有接收和傳導生物信息的功能，它可接收術者的意念信息或外界環境的某些信號并傳導給被施術的病人體內。從而達到一種生物信息的調節治療，因此針灸療法實質上是一種信息刺激調節療法。所以，我們可以這樣來認為：藥物治療主要是給機體補充“能量”以增強機體的抗病能力，是一種“能量”治療，而手術的切除、修補或置換是對機體物質結構形態的改變，是一種物質治療方法。那么，針灸、推拿治療則主要是運用信號刺激和傳輸而達到調節生物“信息”節律為目的的信息醫療思想和方法。這也正是這類療法的抽象神奇之所在，因信息的調控機制尚未被揭示，所以，只知其然而暫時不知其所以然。盡管針灸早已引起世界各國科學家的關注并成為研究的熱點，但從信息論的角度來研究還只是近幾年的事。例如：隨著山東大學張穎清教授對生物全息律的發現和全息生物學的創立。針刺療法的信息映射傳輸反應也從一定的程度上得到一些提示和發展，隨之也就有全息胚針灸學的出現。我們堅信，隨著生物信息學的研究深入，針刺的治病和鎮痛機制將會得到科學的解釋和進一步的發展。
不僅僅如此，我國勞動人民在醫療養生保健活動中，還積累和創造了其它很多寶貴的“信息療法”。如：心理療法、思維療法、物境療法、生物鐘療法、生理饑餓療法、睡眠療法、想象療法、信念療法、靜思療法、善美療法、閱讀療法、技藝療法、音唱療法、笑罵療法、暗示療法、音樂療法、幽默療法、認識行為療法、精神分析療法。還有在臨床上經常使用的氣功療法、埋線療法、刮痧療法、灸法等等。另外，在中醫診斷學中的切脈就是一種很抽象的“信息”診斷法，它是通過對脈搏的動態信息變化來進行分析、推測和辯證診斷的。在中藥治療學中，是很強調中藥性味的歸經和配伍的，其中藥味的甘、辛、苦、寒，其實就是一種可以傳輸給機體的信息，并通過經絡信息網絡傳遞給所要治療的臟腑器官。而現代的中成藥幾乎是完全去掉了中藥的味，只取其性，因而其效果大打了折扣，所以對中藥進行化學提純或深加工，并不一定是很理想的選擇。
中醫的經絡學說一直是科學界關注和廣泛研究的課題，科學家一直試圖想找到它的物質結構形態?？勺罱K所得到的不是神經，就是血管，要不就是網織的膠原纖維組織，根本沒有屬于經絡自身的物質結構或組織，其實，如果我們按照中醫學“天人同理”思想，將經絡與現代的信息網絡類比，就不難明白，現代通信網絡是由不同的地域(局域網)、系統網、有線網和元線網等通信子網互聯而成的一個很大而且開放的通信網絡。并且還有電信網、廣播電視網和計算機網等三大異質網絡系統。它們的傳輸途徑和媒介有光纖傳輸、電纜傳輸、衛星傳輸、地面微波接力傳遞等等，還可以互相轉換信號，如：模數或數模轉換等。我們的神經系統、血液循環系統，就如同有線通信子網，機體還存在一個無線通信子網，如：內分泌激素、免疫系統等。這些機體通信子網的互聯通訊就構成了一個人體完整的信息網絡系統。所以，我們可以把經絡系統理解為神經系統、血液循環系統、內分泌激素、免疫系統、細胞間的聯系等組織、器官和系統的信息子網的互聯，即人體信息的互聯網絡。
中醫的相生相克理論認為，機體的五臟六腑、四肢百骸都存在著相互化生和相互制約的關系。中藥的配伍也存在其相生相克的關系。世界的萬事萬物都存在著相生相克的關系。所以，機體(個體)與機體之間也有一個相生相克的關系。這種相生相克其實就是一種生物信息的相互生成或互相沖突(干預)。因而，在臨床醫療過程中，我們可能會發現這樣的一個現象：對同樣一個人，兩個針灸師采用的是同樣的施針方法，選擇的也是同樣的穴位，可是達到的效果卻不一樣。這種情況一般認為是由于針灸師的臨床經驗不同而造成的。其實這里面也應該存在一個機體之間生物信息的相生相克機制問題。如果一個針灸師的生物信息場與病人的信息場是相克的關系，那么他對病人進行針刺信息調節治療，其效果肯定是不理想，甚至可能還會加重病情。同樣，施行氣功導引和推拿的醫師也存在這種現象。還有，同一名醫師，他在不同的時期行醫，也可能表現出在不同時期雖然采用的診治方法一樣，但臨床診治效果卻不同。這可能是這名醫師在不同時期，因自身的身體狀況和精神因素變化而造成的生物信息動態變化所致。其一定時期的生物信息可能剛好與那些病人的生物信息場相生，所以治療效果好。而另外某一個時期的生物信息場不好，正好與病人相克，所以治療效果不佳。其實，這也反應了中醫學要求行醫者必需注意個人修練，保持心靜、氣調、神清的醫德思想境界。
中醫的臟象學說中的“象”是指什么?所謂“象”就是臟腑所表現出的動態的時空信息變化，即“時空信息花樣”。中醫學的“形、氣、神”正好與我們所說“物質、能量和信息”是一一對應的。只是中醫學缺乏對現代科學知識的引入，加之信息科學發展較晚，以致無法揭示“神志”的內涵致使中醫學顯得有些神秘摸測，甚至有的人還對他的科學性表示懷疑。隨著生物信息學的研究和發展并逐步引入中醫學的研究中，相信一定會使中醫學重新大放光彩。
中國的氣功科學盡管還有不少疑點，但確能強身治病，這是舉世公認的。氣功強調“調心”、“調神”、“調息”、“以意領氣”、“意念觀想”等。這可能都是強調用意念和精神因素來調節或控制神經、免疫、內分泌等信息經絡系統，使其達到健身、治病和提高生活質量的目的。在氣功文獻和氣功醫學實踐中，有跡象表明(當然還不是證實)大腦中想象的愿望、狀態、圖景、符號、口決、童趣，以及想象的動作、行為、刺激、過程等，都可通過經絡信息系統的調控作用而影響人體生理活動，并可強身治病。這與西方醫學和心理學中的“摸擬情緒”影響免疫和內分泌功能有著異曲同工之妙。
3．2現代醫學中所體現出的信息醫療思想和方法：過去人們流行的觀點是“生命在于運動”，并把死亡的標志確定為以呼吸的停止、心臟的停跳為標志。隨著近幾十年來腦科學的研究與發展，人們對于腦在整個機體中的重要地位的認識已日益深刻。腦是人體的信息中樞，人體的各個組織、器官和系統都受它的調節和控制。科學研究顯示，人類大腦工作時，大腦的神經細胞會從大腦以外的細胞那里搜集信息，并把這些信息綜合起來作出判斷，然后再輸出指令，讓人體的某些部位做出相應的反應。對于端起一杯咖啡這一簡單的動作，就需要幾百萬個神經細胞的協調工作。美國國立老年研究所使用計算機控制的電子顯微鏡測定，經常用腦的老年人腦細胞比一些中年人還多。國外學者通過調查5000名已故的運動員后發現，他們當中多數人的壽命短于一般人。美國學者馬勞斯在研究不同職業者的壽命時也發現，超級球星和優秀拳擊運動員的壽命比學術上有成就的學者、專家平均短8~83歲，究其原因是因為長時間進行劇烈運動會使人體的新陳代謝長期處于旺盛狀態，縮短了人體細胞分裂的周期，從而加快了機體器官組織的磨損與衰老。而經常使用大腦的人，由于大腦的信息調控作用，使機體各部位的協調運動，保持動靜平衡，進而達到延年益壽。據此，有人將“生命在于運動”的命題引伸為“生命在于腦運動”。并且現代醫學對死亡標志作了新的認定，即腦死亡是人死亡的主要標志。因此，人體健康首先是應該腦的健康和運動。
現代醫學也已充分地注意到了心理、精神和社會因素對健康和疾病的影響，例如：心理和精神因素對心臟病、高血壓、胃潰瘍、糖尿病和癌癥等均有很大影響。于是，就有了心理醫學、思維醫學和身心醫學的提法，并運用心理療法來配合這些疾病的治療。對癌癥的病人一般不直接告知患者本人的患病情況，只告知其家人――這在醫學上稱為“善意的謊言”，目的是不要讓患者的心理負擔過重，否則，精神就會夸掉。身心醫學就是研究社會、心理和精神等因素與疾病發生與發展關系的一門醫學新學科。國外已有人證明，心理刺激可通過氧化自由基而損傷DNA。
人類文明在進步的同時也給人類帶來了許多新的文明病。其中以“大腦信息”失控或失調所致的精神心理障礙性疾病最為突出。據世界衛生組織的統計數字，全世界約有5億人患者有不同程度的精神錯亂，有5200萬人患有嚴重精神病，約有1．5億人患神經官能癥，3000萬人患癲癇。加上患有精神過敏癥和其它心理障礙的人數，估計已占到總人口的20％以上。對于這些精神心理性疾病，現代醫學的藥物或手術療法已顯得力不從心了，只能采用心理療法或思維療法等信息調適方法，也有人把目光投向傳統的中醫、針灸、氣功等信息療法。從而也使我們看到了這些樸素的信息醫療方法對于現代文明病的攻克，顯示出了廣闊的發展前景。
在現代醫學的診斷學中，心電圖和腦電圖的檢測技術，其實就是一種探觸大腦和心臟動態信息的檢測技術；現代分子生物學已揭示了基因遺傳信息的編碼和控制蛋白質合成的信息鏈板；腦科學的研究也從一定程度上揭示了大腦進行信息搜集、加工、分析、處理并發出信息指令的部分原理；神經生物學、內分泌和免疫學則揭示了一部分機體信息交換、傳輸和產生反應的機制。隨著生物信息學的研究和發展，現代醫學在上述這些研究領域一定會取得更大突破和進展。
4生物信息醫學的發展前景
“電腦”是人們對電子計算機的俗稱，表現了人們的一種愿望――使計算機像人類大腦一樣工作。這種仿生技術的發展和應用，必將對腦科學和機體信息調控機制的研究產生巨大促進作用。
迄今為止，科學家們已經模擬出了神經系統的一連串的活動規律，并據此編制出了相應的計算機程序；美、英科學家已合作成功研制出了世界上第一個硅神經元――一種能夠模仿生物大腦細胞信息處理功能的微型芯片。這種面積只有01平方毫米的芯片的工作速度，比同樣大小的生物神經細胞的工作速度還要快l00萬倍；與此同時，日本三菱電機公司也已開發出了每秒可達800億次的神經元芯片，這一成果把神經元芯片記憶一個字符所需的時間縮短到了萬分之三秒。神經細胞是神經系統的基本單元，它采用電子工作方式。硅神經元在模擬神經細胞時，其電子特性和神經細胞一樣能夠獨立運行，有自己的“行為規范”，不受控制者的“指揮”。因此，從理論上說，幾百萬個芯片就可以組成一個功能強大的“人造大腦”，科學家還研制成了生物芯片，生物芯片傳遞信息的速度比人類大腦還要快l00萬倍。同時，當芯片出現故障時，它可以自我修補，成為一種半永久性的器件。
神經元芯片和生物芯片的獲得，為生物計算機――仿生電腦研究帶來了勃勃生機。而與之相關的神經元網絡研究上的突破，更使生物計算機的研究大大向前推進了一步。神經元網絡是科學家們在神經科學、心理生理學研究的基礎上發展的，它具有聯想記憶、相似性識別和分類、誤差較正、時序保留和概括等功能。當神經元網絡之間高度連接時，會引起并行機制而使神經元集團具有獨特的計算性質，如同人腦的一些高級思維和信息處理或控制功能。試想，生物計算機技術對揭示人類的大腦和生物信息節律的調控機制將會起到多么關鍵的作用，對于大腦疾病、神經官能癥、精神和心理障礙以及癲癇等疾病的有效診治，其為期難道還遠嗎?
如今人們常常是，“談癌色變”因為癌癥的確困擾醫學很久了，盡管有了很多新藥的研究開發以及手術的改進，但這些并非是醫治癌癥的良方或萬全之策。在生物信息醫學時代，我們很有可能找到醫治它的良方，比如：依據生物信息原理，我們可以研究“修復”癌細胞缺損或變異的信息密碼技術，也就是對癌細胞進行“重新教育”使之“改邪歸正”，或者是恢復對癌癥等病灶的正常生物信息指令控制。這就好比怎樣平息一個“地區”的“獨立判亂”一樣，其武力解決(病灶切除)并非是上策，通過說服教育，使人心歸順，才能算得上對該地真正收復。另外，對于一些組織器官或系統的功能紊亂，可以使用模擬相應的生物信息(信息編程)儀器或電子信息藥丸，并設法讓它進入該信息系統進行調節控制，使之恢復其生物信息節律的平衡。這種同疾病作斗爭的方式的確如同“現代戰爭”(大家可能看過電視劇《突出重圍》……)。在現代戰爭中，“電子信息戰”已越來越突出而重要，與常規武器和生化武器等的協同作用威力也是越來越大?！秾O子兵法》中云：“不戰而屈人之兵，乃上之上策也”。這不正是信息戰的偉大之處嗎。同樣，我們未來的醫療實踐，也必將是以生物信息調節為先導，或將信息調控、藥物治療及手術治療結合起來以達到協同作戰的最佳效果。所以，我們不難預想21世紀的醫療實踐將是一個更加先進和完美的生物信息化的醫療時代，或者可以簡稱之為“信息醫學”時代。
