生物医学本体学与生物医学知识整合论

老包

生物医学本体学与生物医学知识整合论

为庆祝MIForum重生这一重大事件，决定开辟这一专题，一方面介绍生物医学本体学的发展，另一方面结合HIV本体学的研究开发，讨论生物医学知识整合论对开拓生物医学信息学的一些新的思考。

生物医学信息学已度过了它的幼年时期，但至今我仍感觉它是一个没有自己理论的学科，或仅仅是信息学在生物医学的应用技术。我自己对此作过长期的思考，也希望论坛朋友对此发表真知灼见！

ironstone

感谢包老师分享，我们后辈也要积极跟进

老包

1.译文

什么是本体学

本体学出自哲学的分支，意为对存在（或事物）本身的研究。 “ontology”一词来自希腊语。该词在漫长的哲学历史中为相对较新的词语，以区别对存在本身的研究和各种类型的自然科学中的存在的研究。较该词更早的词为亚理士多德（Aristotle）的category(类目)（见Fig1）。

计算机科学领域，术语ontology意为概念体系的明确定义(Tom Gruber, 1993)。在计算机世界，事物（是什么）就是事物能指定的特性。一个领域的概念体系的明确定义被表示为一个对象（objects）集合和它们的属性（attributes），具体体现为一个代表性的词汇通过关系组织起来的分类体系，一般为一个层次结构。


译自ftp://ftp.ebi.ac.uk/pub/database ... tutorial_block3.doc


Fig1. 亚理士多德的动物分类

老包

图片好像难以上传！

已解决图像上传，去掉“纯文本”的勾选就可以了。

老包

在分子生物学层次，上帝用其高超的基本机制重组（Recombinations of Basic Mechanics,RBM）技术创造了形形色色的生命。这里所谓基本机制（包括基本粒子）包括物理学，化学和生物学层次的各种因素，诸如物理力（如各种化学键），空间运动或行为（如各种粒子的振动，旋转，波动，结合-分离，各种细胞的增殖和周期），能量（如动能，势能等），场（电场，磁场，物质浓度场等），粒子（原子，离子，基团，大-中-小各种分子，细胞，器官等），物质的模式或组织（如序列，空间构型等）。
这意味着机体的各种生理的，生化的，甚至病理的过程共享着这些基本机制，BMKI称之为“Basic Mechanisms Sharing Principle”(BMSP，基本机制共享原理)。
RBM和BMSP也意味着“信息组合爆炸”(Information Recombination Explosion,IRE)，它们构成了对人类认知学和医学信息学的巨大的几乎是难以逾越的挑战。也是一些临床恶梦包括“药物毒副作用”的始作俑者之一（下文将进一步分析）。

老包

HIV本体新版本Version013,该本体尚在开发研制过程中：

http://bioportal.bioontology.org/ontologies/HIVO004

老包

3. 竞争性药物的毒副作用的信息学分析
临床上有一大类药物被称为竞争性药物.这类药物依赖于(信息学必须予以考虑的)两大属性:相似性和破坏性.
这里我们以一类抗艾滋病毒(HIV)药物NRTIs(Nucleoside reverse transcriptase inhibitors,核苷类逆转录酶抑制剂)为例. 我们知道,逆转录过程在HIV的生命周期(life cycle)中是关键的一步.而逆转录过程的的一类必须的化学反应底物是脱氧核糖核苷三磷酸(deoxy-ribonucleoside triphosphates, dNTPs).而NRTIs(药物类)是dNTPs(底物类)的结构类似物.故在HIV逆转录时NRTIs可以与底物dNTPs类竞争结合到正在延长的DNA链上,这是其”类似性”属性的体现;另一方面, NRTIs由于缺乏3’-羟基基团(这有别于自然dNTPs),因而不能连接下一个dNTP,导致DNA的延长被中断,因此医学称之为“DNA合成的终结者”.这是这类药物的”破坏性”的体现.
但上述RBM机制告诉我们,NRTIs的生效机制很可能不是对病毒DNA合成唯一的,其他过程(如其他生理性的即非病毒性的DNA合成)可能也共享这一基本机制,因而对这些生理机制有可能对这些生理性DNA合成过程造成损害而导致临床上毒副作用,使这一看来完美无缺的杀死HIV的策略出现重大缺陷.
因此这一原理解释了这一临床现象:NRTIs类药物一方面被广泛应用于临床,与非核苷类逆转录酶抑制剂((NNRTIs), 蛋白酶抑制剂(PIs)等联用构成被称为高活性抗逆转录病毒疗法(highly active antiretroviral therapy, HAART), 另一方面却显示了骨髓抑制,心血管疾患,糖尿病/胰岛素耐受性,胃肠道反应,肝脏作用,高血压,乳酸性酸中毒,神经系统/心理作用,肾脏作用等令人烦恼的毒副作用.
下图是显示这一原理的示意图:

老包

从生物医学的学术角度来说， 人们需要医学信息学帮助解决两大问题：
（1）信息爆炸问题：海量的生物医学信息如何及时提取和被应用；
（2）如何克服“知道越多，理解越少”的问题。即知识整合的问题，即如何在更大规模，更综合的基础上来更好的理解生物医学现象。以克服信息知道越多，但医疗质量没有相应提高的问题。

老包

我正在试图阐明关于“整合性系统生物医学”的一些新概念，首先发表在“蜂友闲聊馆”，但在公开网页上什么都没有显示（见图1），随后我在我的加国无忧的博客上发表（见图2），闲聊馆能公开发表文章吗？

老包

update:
The Terminology of Integrated Systems Biomedicine(ISBM)
see:http://wp.miforum.net/baohanfei/

老包

update:
The Terminology of Integrated Systems Biomedicine(ISBM)

The Knowledge Explosion in Biomedicine (KEBM)
The Knowledge based-on Phenomenon (KP)
The Engineering of Biomedical Knowledge（EBMK）
The Systems BioMedicines（SBMs）

http://wp.miforum.net/baohanfei/ ... in-biomedicinekebm/

老包

The Terminology of Integrated Systems Biomedicine(ISBM) has been edited, published and updated aperiodically at sites

(1) Integrated Systems BioMedicine And HIV Ontology:
http://wp.miforum.net/baohanfei/ ... in-biomedicinekebm/

(2) AIDS and HIV Ontologies:
http://blog.51.ca/u-345129/2016/ ... systems-biomedcine/

老包

To Make Biomedical Knowldge Storehouse To Medical Knowlege Systems－－The Goals of The Ontology Sciences In HIV/AIDS Areas

http://wp.miforum.net/baohanfei/ ... s-in-hivaids-areas/

updated on 2017-01-11

老包

应用“结构化人机通读语言”（SLHMR）表达知识实例：
The Examples of Biomedical Knowledge Expressed by SLHMR

http://wp.miforum.net/baohanfei/ ... expressed-by-slhmr/

http://blog.51.ca/u-345129/2017/ ... expressed-by-slhmr/

老包

老包祝各位蜜蜂会网友，鸡年快乐，心想事成，恭喜发财！