王啟+薩如拉+劉廣達

【摘要】隨著計算機和互聯網技術的發(fā)展，數據庫在藥學領域的應用越來越重要。文章對一系列與藥學專業(yè)相關的主流數據庫進行了綜述，介紹這些數據庫目前在藥學教育中可以起到的作用，并對今后數據庫在藥學教育中的作用進行了展望。

【關鍵詞】數據庫 藥學教育 互聯網

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）05-0236-02

隨著計算機技術的不斷發(fā)展，基于互聯網的數據庫在內容和功能上均有了較快的發(fā)展。數據庫除了在科研方面起到重要作用以外，在教學方面也日益成為一項重要的工具。傳統(tǒng)的數據庫主要具有文獻檢索功能，隨著文獻檢索型數據庫規(guī)模擴大，跨專業(yè)趨勢明顯，使用已經較為簡便和普及，一些大型的文獻數據庫已為廣大師生所熟知。而一些以具體數據和信息為主要檢索對象的數據庫則向著更專業(yè)的方向發(fā)展，不斷增加專業(yè)信息的存儲量，并提供與專業(yè)相關的計算與分析功能，在藥學科研和教學領域起到重要的作用。藥學人才培養(yǎng)可定位為研究型人才、應用型人才和服務型人才[1]。藥學專業(yè)的學習跨越化學、生物學和醫(yī)學三大領域，所涉及的知識面寬，在學習中所需掌握的知識點多，特定的機理也較為復雜。在藥學院的課程中利用專業(yè)數據庫對特定的知識點進行講解，將有助于學生加深對課本知識的理解，增加學生對知識掌握的深度。在藥學教育中加入對藥學相關數據庫的學習，將有助于培養(yǎng)學生自己動手解決具體問題的能力、自我學習能力和創(chuàng)新能力。

一、藥學相關數據庫及其在藥學教育中的應用

1.有機化學類相關數據庫

在學習有機化學中立體化學相關知識時，一些概念比較抽象，僅通過二維的圖像不容易使學生理解。ChemBioFnder 數據庫[2]和PubChem數據庫[3]是常用的化學數據庫，這兩個數據庫均提供以化學式檢索的功能?？蓹z索到化學藥品的2D 結構式和3D模型?；衔锏?D模型可以幫助學生更好的理解立體化學中的相關概念。數據庫提供了大量的化合物的相關信息，這使得學生可以在書中的例子外，檢索感興趣的化合物，分析實踐中遇到的問題。ChemBioFnder 數據庫還提供化學專業(yè)軟件ChemOffice 系列工具包的鏈接，其中的ChemDraw可以幫助教師繪制化合物的標準結構圖，Chem3D還可繪制化合物的3D圖形，有助于課堂講解。PubChem數據庫還提供化合物的生物活性，生物檢定法等信息，對化合物相關實驗有較為詳細的描述，并列出引用文獻，有助于學生了解該化合物較全面的信息。

2.生物化學與分子生物學相關數據庫

生物化學中代謝途徑是重要的知識點，代謝途徑之間的聯系十分復雜，在課本中僅對主要的代謝途徑進行介紹，并不能掌握分支途徑之間的聯系和代謝途徑的全貌。KEGG數據庫[4]是一個大型綜合數據庫，主要內容包括系統(tǒng)信息、基因信息、化學信息和健康信息。KEEG數據庫中最獨特的數據模塊是分子網絡，對細胞和組織的系統(tǒng)功能、分子間相互作用、反應和關系網絡以關系圖的方式進行展現。它的圖形界面十分便于分析和解讀。通過對該數據庫的學習，可以加深學生對代謝途徑的認識，拓展主要代謝途徑以外其它代謝途徑的學習，更有助于提高學生對整個生物系統(tǒng)復雜性的認識。

基因是生物化學和分子生物學中的重要概念。GenBank數據庫[5]、EMBL核酸庫[6]和DDBJ數據庫[7]是國際上著名的三大核酸序列數據庫。通過對這些數據庫的學習可以加深對基因概念的認識。學生可以通過檢索獲得特定基因的序列，在實驗課程中設計特定引物通過聚合酶鏈式反應（PCR）的方法檢測相應的基因序列。通過檢索人類基因組，細菌基因組等數據，可以使學生在整體上對基因組的概念有更好的認識。蛋白質也是生物化學中的一個重要的知識點。蛋白質序列數據庫有SWISS-PROT[8]、PIR-PSD[9]和PDB[10]等。在講解相關知識點時，可以查詢蛋白質數據庫，將蛋白質結構以圖片形式在課堂直觀地展現，有助于學生對蛋白質作用位點的認識。如有教師通過檢索PDB數據庫，查找卡托普利與人血管緊張素轉化酶的晶體復合物，通過相關專業(yè)軟件將其轉換成圖片格式，再對作用方式加以講解說明，相關知識點就變得直觀，而且易于理解[11]。在生物化學領域有一些較新的概念，課本中對于其功能的描述僅限于前期的研究，但由于是研究熱點問題，新的作用機理也在不斷被發(fā)現，有必要對這種知識點進行跟蹤。如MicroRNAs（miRNAs）是在真核生物中發(fā)現的一類內源性的具有調控功能的非編碼RNA，最近的研究表明miRNA參與各種各樣的調節(jié)途徑，包括發(fā)育、病毒防御、造血過程、器官形成、細胞增殖和凋亡等。由于其重要的作用，在生物化學課程中也是一個較為重要的知識點。miRBase數據庫[12]作為目前最權威和完整的miRNA數據庫，已經收錄了一百余個物種中超過10000個miRNA記錄。這對學生深入了解miRNA的概念，跟蹤最新的miRNA研究提供了幫助。病毒的結構是分子生物學中與藥學專業(yè)結合較緊密的知識點。VIPR數據庫[13]可以檢索病毒的基因組、免疫表位和3D蛋白結構，并提供核酸序列對比，系統(tǒng)發(fā)育關系分析等功能。這些數據有助于學生深入理解病毒的結構，對比不同病毒的結構差異。

3.藥理學與藥物毒理學相關數據庫

藥理學研究藥物與機體（含病原體）相互作用規(guī)律及其原理。藥理學課程對主要藥物類別的藥理作用，不良反應等內容進行學習。藥品的作用機理十分復雜，具體藥品有著自己的藥理學特性。在授課中使用專業(yè)數據庫查詢某種具體藥物的藥理學特性，并進行講解，可以使學生更深入地了解藥理學特性的復雜性。Drug Information 數據庫[14]可提供全面的藥品藥理學特性，包括藥物的概述、不良反應、劑量、藥品與其它藥品同時使用時可能產生的不良作用等方面內容。該數據庫對藥理特性的記錄十分詳細，可以達到數萬字，這樣可以使學生更深入地了解藥物的作用機理及應注意的事項，有助于幫助學生拓展對藥理學的學習。具有相似功能的數據庫還有RxList[15]數據庫，RxList數據庫是美國的一個處方藥物查尋網址，該數據庫對具體藥物有詳細的介紹，在醫(yī)院藥師面對快速更新的新藥市場時，該網站由于更新速度快，成為廣泛使用的處方藥物查詢手冊。DrugBank數據庫[16]可以檢索多種藥物的靶點，這個功能在研發(fā)新藥上有著重要的作用，也有助于學生們對藥理學的學習。

TOXNET數據庫[17]，內容涵蓋藥物及其它化合物毒性數據，包括藥物及化學藥品的生物化學、藥理學、生理學和毒理學作用等，是一個綜合數據庫，它包含HSDB、CCRIS、GENETOX、IRIS、ITER、LactMed等數據庫。各數據庫分別存儲不同的毒性數據，如毒理學、危險評價數據、基因毒理學和致癌性數據等。使用TOXNET數據庫中的HSDB數據庫檢索藥物，結果包括藥物概述、對人體健康影響、急救醫(yī)療、動物毒性研究、代謝和藥代動力學等方面詳細的介紹。TOXNET數據庫中的LactMed數據庫包含超過450種藥品在母乳、嬰兒血液中的水平，服用藥物后母乳喂養(yǎng)嬰兒的潛在影響等信息。對該數據庫的學習不僅可以幫助藥物毒理學知識的學習，也可以幫助學生了解藥品使用的在各個方面需要注意的問題。TOXNET數據庫也包括對非藥物化合物的危害描述，掌握TOXNET數據庫的檢索功能，有利于提高學生在實驗及日后的工作中使用特定化合物的安全性。

4.藥物化學相關數據庫

REAXYS數據庫[18]的Synthesis Plans 功能為化合物的合成提供了更多的操作路線，為研究創(chuàng)新提供了有效途徑。從檢索結果到決策輔助，從多步反應研究、反向合成分析到合成路線設計，均可實現無縫對接。REAXYS數據庫依據化學家的思考和工作方式而設計，其特色和功能代表了當前化學文摘型數據庫在網絡環(huán)境下的發(fā)展趨勢，對化學文摘型數據庫以及整個科技文獻信息工作均有很好的借鑒意義[19]。REAXYS數據庫下還專門設有“教育與研究”欄目，闡述REAXYS數據庫在教育中的作用。強調在教學中使用REAXYS數據庫可以培養(yǎng)讓學生迅速找到所需信息的能力。并提供幫助教師在教學中使用REAXYS數據庫的示例下載，教師可以根據示例在課堂中講解REAXYS數據庫的使用。REAXYS數據庫還具有詢問功能，可以以詢問的方式進行檢索，從而可以大大提高對特定問題的檢索效率。ZINC 數據庫[20]是一個可以進行虛擬篩選的免費三維數據庫，ZINC具有強大的針對專業(yè)需求的檢索方式，ZINC 數據庫的檢索結果是與輸入結構相類似的一系列化合物。這對于藥物的虛擬篩選及藥物設計很有幫助。前文述及的KEGG數據庫在藥物化學研究中也有重要作用。目前KEGG數據庫著重發(fā)展的疾病代謝網絡有助于研究疾病致病機理以及藥物作用靶點。因此，KEGG 數據庫在生物合成以及藥物設計方面將會得到越來越廣泛的應用。對藥物化學數據庫的掌握，可以增強學生對藥物合成流程的理解，提高學生整合信息及文獻的能力，也有助于培養(yǎng)學生的科研能力和獨立解決問題的能力。

5.藥事管理相關數據庫

藥事管理主要是對藥品進行監(jiān)督，要了解藥品各方面的信息。多個數據庫可以查詢藥品的相關信息。如國家食品藥品監(jiān)督管理總局數據庫[21]是我國最權威的藥品數據庫，提供國產藥品和進口藥品的基本信息，還可以檢索GMP認證、基本藥物生產企業(yè)入網目錄、中藥保護品種信息和藥物注冊相關專利信息公開公示等藥事管理所涉及的信息。藥智網醫(yī)藥數據庫[22]可查到國內外藥品標準全文以及標準紅外光譜圖，藥品說明書，藥材標準信息等較為全面的信息。國家人口與健康科學數據共享平臺-藥學數據中心[23]專門設置藥事管理子目錄，其中包含藥品行政保護數據庫、國產藥品數據庫、藥品商品名通用名稱數據庫、OTC說明書數據庫、國家基本藥物數據庫、藥品廣告管理數據庫、進口藥品數據庫和新藥研發(fā)政策庫。通過對藥事管理相關數據庫的使用，可以使學生掌握獲得所需藥品信息的方法，也可以學習更多的藥事管理相關政策。

二、數據庫在藥學教育中作用的展望

隨著數據庫技術的不斷發(fā)展，使用專業(yè)數據庫輔助教學將變得越來越普遍，成為教學中的重要工具。由于教材各版本具有一定的更新周期，一些最新的信息往往難以出現在課本中。而目前數據庫的更新速度不斷加快。一些科研論文一旦發(fā)表，其中的代謝途徑、信號通路等信息將會快速收錄到數據庫中，結合數據庫中的信息學習課本知識，將提高學生跟蹤和掌握最新知識的能力。數據庫技術的發(fā)展，也會對學生的課外自學產生較大的幫助，如上文述及的REAXYS數據庫目前就具有以提問的方式進行檢索的功能，隨著技術的進一步發(fā)展，數據庫將在回答更專業(yè)的具體問題上變得更加強大，成為課堂授課重要的補充。數據庫中數據信息的更新來自于全球科技工作者的科研成果，歐美等發(fā)達國家的教師在藥學教育中也會選擇知名的專業(yè)數據庫來輔助教學，通過使用相同的專業(yè)數據庫，將有助于我國藥學教育與世界接軌。藥學專業(yè)相關軟件與數據庫的結合，也將對藥學教育產生重要的影響，如美國Model Science公司的Model Chemlab軟件[24]可以在電腦上模擬化學實驗，并對化學實驗過程中產生的錯誤進行分析，可以預見，此類軟件結合數據庫功能，將成為藥學實驗教育中重要的輔助工具，可以在有限的時間內極大地增加學生對不同實驗的操作，也可以在教學中避免一些毒性較大的實驗。

數據庫技術正處在快速地發(fā)展中，藥學專業(yè)相關的數據庫功能也將越來越強大，在藥學領域也將會起到越來越重要的作用。藥學專業(yè)的教師和學生需要對本專業(yè)相關數據庫的更新保持關注，以便更有效地解決學習和實踐中所遇到的問題。目前，許多互聯網數據庫已經具有了云計算功能。而隨著云計算功能的進一步發(fā)展，某些數據庫尤其是生物信息學數據庫的數據分析能力將得到極大的拓展。不斷更新和細化的生物信息學數據庫在研究疾病的發(fā)生、早期診斷和預防等方面都將起到越來越重要的作用。將來數據庫很有可能將不僅起到檢索作用，更有可能成為藥學專業(yè)中不可或缺的工具。如在臨床藥學服務中收集病人信息并制定監(jiān)測計劃，這就需要將病人的基本信息，藥物信息及實驗室化驗結果輸入數據庫[25]進行分析，隨著數據庫技術的發(fā)展，這種分析將由單一數據庫分析向跨數據庫分析發(fā)展。云計算技術的發(fā)展將帶動跨數據庫分析快速發(fā)展，極大地提高上述數據分析的速度和精確度。從而更準確地監(jiān)控患者對藥物的反應。隨著移動設備功能的進一步拓展，移動設備也可以快速訪問大型互聯網數據庫中的數據，成為改善醫(yī)療服務的重要工具，為藥師和患者提供幫助[26]。數據庫知識將在藥學教育中起到越來越重要的作用。只有在藥學教學中推動對藥學相關數據庫的學習，才能趕上越來越快的技術發(fā)展，提高學生的學習效率和綜合素質。

參考文獻：

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