《从系统生物学到系统医学》
From systems
to systems medicine
作者：JAMES A.MARCUM
出版社：Nova Science Publishers
索书号：Q111/M322/2020Y
ISBN： 9781536179606
现代系统生物学是一门新兴的，整在不断发展的交叉学科。了解一个复杂的生物系统需要整合实验和计算方法。基因组学和蛋白质组学中的高通量方法为系统生物学发展提供了大量的数据。计算生物学通过数据处理、模型构建和理论分析, 成为系统生物学发展的一个必不可缺，强有力的工具。在应用上，系统生物学代表新一代医药开发和疾病防治的方向。系统生物学是在细胞组织-器官-生物体的整体水平上研究结构和功能各异的各种分子及其相互作用，并通过计算生物学来定量描述和预测生物功能表型和行为。一个生物系统中所有组成成分(基因、mRNA、蛋白质等)的构成，以及在特定条件下这些组分间的相互关系，并通过计算生物学建立一个数学模型来定量描述和预测生物功能表型和行为的学科。 20世纪生物学经历了由宏观到微观的发展过程，由形态，表型的描述逐步分解，细化到生物体的各种分子及其功能的研究。1953年沃森和克里克提出的DNA双螺旋模型是生物学进人分子生物学时代的标志，70年代出现的基因工程技术极大地加速和扩展了分子生物学的发展。1990 年启动的人类基因组计划是生命科学史上第一个大科学工程，开始了对生物全面，系统研究的探索，2003 年已完成了人和各种模式生物体基因组的测序,第一次揭示了人类的生命密码。人类基因组计划和随后发展的各种组学技术把生物学带人了系统科学的时代。系统生物学是在细胞、组织、器官和生物体整体水平研究结构和功能各异的各种分子及其相互作用，并通过计算生物学来定量描述和预测生物功能，表型和行为。系统生物学将在基因组序列的基础上完成由生命密码到生命过程的研究，这是一个逐步整合的过程，由生物体内各种分子的鉴别及其相互作用的研究到途径，网络，模块，最终完成整个生命活动的路线图。这个过程可能需要一个世纪或更长时间。
和以往系统科学研究复杂系统相比，系统生物学的研究将更为复杂和困难。非生物的复杂系统一般由相对简单的元件组合产生复杂的功能和行为,而生物体是由大量结构和功能不同的元件组成的复杂系统，并由这些元件选择性和非线性的相互作用产生复杂的功能和行为。因此，我们要建立多层次的组学技术平台，研究和鉴别生物体内所有分子，研究其功能和相互作用，在各种技术平台产生的大量数据的基础上，通过计算生物学用数学语言定量描述和预测生物学功能和生物体表型和行为。生物体的复杂性和大量过程的非线性动力学特征对计算科学也是一个新的挑战。据预测,系统生物学研究对计算机的要求高达万亿次浮点运算速度。
系统医学20世纪90年代起源于中国的中西医学比较研究，中医的系统理论、医学计算机建模和分子医学的生物技术研究，中医的系统理论和分子医学的技术整合交叉形成了系统医学概念和模型。神经内分泌、免疫系统调控与代谢器官系统稳态模型，构成系统医学理论基础;组学芯片技术、生物计算技术和转基因生物技术等综合，构成系统医学技术基础。转化医学同个性化医学(Personalized Medicine)、可预测性医学、精准医疗等一同构成系统医学(systems medicine，包括系统病理学、系统药物学、系统诊断与综合治疗等)的体系。
1992年，日本Kamada T.发表了系统生物医学题头的论文，早在1968年国际召开了系统理论与生物学会议，提出了系统论方法研究生物学，1979年JoëI de Rosnay的著作《The Macroscope》有非常明晰与现代的论述应用系统方法的生物学研究。1989年美国召开了生物化学系统理论与计算机模型研究的国际会议，形成了计算系统生物学研究体系。
1993年德国Zieglgansberger W和Tolle TR发表精神疾病的系统生物学研究，1994年中科院曾邦哲从转基因动物模型的基因稳定性问题、复杂基因系统调控等探讨提出系统遗传学的概念与原理及系统生物工程开发生物资源，2005年法国Cambien F与Tiret L论述动脉硬化研究的系统遗传学方法。
系统科学应用于生物医学，有如系统科学与计算机、自动化及通讯技术之间的理论研究向应用开发的迅速实施，也将导致系统生物技术带来基础与临床医学之间的距离缩短。随着基因组计划的发展，生物信息学与高通量生物技术发展，促进了系统医药学进入了个性化医疗与转化医学迅速发展时期。21世纪伊始，美国、中国相继建立了系统医学、系统生物医学与转化医学等研究机构。系统医学，采用系统科学理论、计算机模型、高通量生物技术、基因组技术、微流控芯片、合成生物学等原理与方法，研究生物分子、细胞、器官等层次的生物系统功能、病理与药物开发，并应用于临床医学诊断、治疗与康复医学等。
《从系统生物学到系统医学》一书于2020年由Nova Science Publishers出版，作者是JAMES A.MARCUM，系统医学是一门快速发展的重要学科，它致力于发现关键的潜在生物机制和病理过程，从而导致成功的治疗方法。这本书填补了一个重要的空白，把几个学科作为框架一起定义系统医学。他清楚的解释医学观点的转变。这本书对于专家和任何有兴趣了解这个新领域非发展的人来说都是一本极好的读物。
本书作为讲述系统生物学的书籍，内容专业详实，语言浅显易懂，具有以下特点：
1、语言精练，深入浅出。
2、罗列大量参考文献，拓展读者知识素养。
3、罗列专业词汇，大大方便了大家在阅读过程中对书中专业术语的认知。
4、配图丰富，帮助读者理解。
本书目录
第一部分：系统生物学
1.
通往系统生物学之路
2.
什么是系统生物学
第二部分：系统医学
3.
系统医学之路
4.
什么是系统医学
王昊宇 武汉大学生命科学学院 博士研究生