癌症因素与状态变量之间的因果关系

文章来源：张发布日期：2021-07-16 点击次数：(343)次

①因素与状态变量之间的因果关系

数学建模方法是根据系统内在机制对系统建立动力学模型，来定量描述系统各元素之间的相互作用，进而预测系统的动态演化结果。首先选定要研究的系统，确定描述系统状态的主要变量，以及系统内部和外部环境中所有影响这些变量的重要因素。然后深入分析这些因素与状态变量之间的因果关系，以及变量之间的相互作用方式，建立状态变量的动态演化模型。再利用数学工具对模型进行求解或者定性定量分析，充分挖掘数学模型所反映系统的动态演化性质，给出可能的演化结果，从而对系统行为进行预测。系统生物学的实验方法和技术由各种组学研究组成，其中包括基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和表观遗传学等，这些高通量的组学实验构成了系统生物学的技术平台，为建立模型提供所需的数据，并辨识出系统的结构，为生物系统的阐明和定量预测奠定强而有力的基础。计算生物学包括数据开采和模拟分析。

②新的诊断、治疗和预防措施的发展

数据开采是从各实验平台产生的大量数据和信息中，抽取隐含其内的规律并形成假说。模拟分析是用计算机验证所形成的假说，并对拟进行的体内、体外生物学实验进行预测，最终形成可用于各种生物学研究和预测的虚拟系统。系统生物学最重要的研究手段是干涉( perturbation )。系统生物学的发展正是由于对生物系统的干扰手段不断进步促成的。干涉主要分为从上到下( top-down )或从下到上( bottom-up )两种。从上到下，即由外及里，主要指在系统内添加新的元素，观察系统变化，例如，在系统中增加一个新的分子以阻断某一反应通路。而从下到上，即由内到外，主要是改变系统内部结构的某些特征，从而改变整个系统，如利用基因敲除，改变在信号传导通路中起重要作用的蛋白质的转录和翻译水平。使用系统生物学方法研究疾病过程中各种因素间的相互作用和调控关系对新的诊断、治疗和预防措施的发展，使医学更具预测性、预防性和个体化都有极为重要的意义，可大大促进基因工程药物研究、药物靶标、免疫靶标、基因治疗靶标的发现，以及疾病诊断技术、生物医药支撑产品的研制。

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②新的诊断、治疗和预防措施的发展

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