北京大学理论生物学中心及分子设计课题组介绍

北京大学理论生物学中心

及分子设计课题组介绍来鲁华分子动态与稳态结构国家重点实验室北京大学化学与分子工程学院北京大学理论生物学中心主要宗旨：推动多学科交叉的生物学研究，促进海外科学家与中国科学家的交流与合作，为留学人员回国短期工作提供基地，最终建成国际化的理论生物学研究中心。北京大学理论生物学中心于2001年9月17日在北京大学正式成立。

目前中心校内成员12人，国内兼职教授30人，国外特聘教授8人。其中有北京大学物理学院、化学与分子工程学院、数学学院、力学与工程科学系、生命科学学院的老师进行研究生和博士后的指导工作。中心现有博士后4人，跨学科研究生30余人。每年招生10名左右的跨学科研究生。MembersActivities每周一～两次定期研讨会分子生物进化会议理论生物学研讨会国际理论生物学研讨会Research

中心的各项科研工作已全面展开，其中在蛋白质的全新设计、基因识别、基因调控网络等方面已取得一些

成果。中心在筹备期间及成立以后已经促成了中心成员间的多项科研合作。蛋白质全新设计（来鲁华，汤超）生物调控网络动力学性质（汤超，欧阳颀）生物分子进化，DNA计算（欧阳颀，陈建国，华泰立、汤超，钱敏平）DNA序列复杂结构研究及基因预测（佘振苏）第二代生物芯片的开发（欧阳颀）DNA序列分析快速新算法,寻找新基因及其启动子(钱敏平，马大龙)对与心脏病有关的基因表达数据进行处理与分析（钱敏平，韩启德）药物设计中的打分函数问题（来鲁华，钱敏平，汤超）蛋白质功能与振动模式的关系（来鲁华，汤超）基因调控网络的重构（耿直，钱敏平）Research“基因功能预测的生物信息学理论与应用”973项目2003年获得批准。已取得一些成果。以北京大学理论生物学中心名义申报，联合北京大学生物信息中心、清华大学生物系生物信息研究组、中国科学院生物物理所生物信息研究组、军事医学院放射医学研究所、上海生物信息技术中心的“基因功能预测的生物信息学理论与应用”973项目获得批准，首席科学家由来鲁华教授担任。北京大学理论生物学中心为围绕生物学的交叉研究提供了基地，促成了多项合作研究。已在蛋白质网络动力学、蛋白质相互作用研究等方面取得重要进展。汤超与欧阳颀合作开展了酵母细胞周期研究，发现生物学途径对应于稳定流型，提出了蛋白质网络动力学性质决定网络功能的观点。蛋白质相互作用研究，JBC,Proteins2002酵母细胞周期研究，PNAS,2004来鲁华与陈建国合作开展SARS-3CL蛋白酶的催化机理及药物设计研究，提出SARS-3CL蛋白酶遵循碱催化机制，经设计得到在分子水平及细胞水平上均有活性的抑制剂。IIIJ.Biol.Chem.,2004;Biochemistry,2004计算与系统生物学平台建设计划蛋白质网络基因调控网络新陈代谢网络信号传导网络着重研究大规模生物分子相互作用数据测定、收集和分析，生物网络的构建、调控及动力学，探索生物学的基本规律与原理，在此基础上提出假设，并用实验验证并发展基于生物网络的药物设计方法。

生物信息学蛋白质晶体学蛋白质结构预测蛋白质全新设计分子识别的理论模型分子识别的热力学及动力学

蛋白质结构与功能关系生物分子间相互作用及识别蛋白质分子设计药物分子设计我们所关注的问题蛋白质序列与结构、结构与功能的关系蛋白质与其它分子的识别机制具有全新结构或功能蛋白质的设计基于蛋白质结构的药物设计蛋白质调控及代谢网络研究发展了进行蛋白质表面环区构象模拟的计算方法，Proteins2002,JMM2001。蛋白质侧链安装算法，Proteins2003.蛋白质-蛋白质相互作用的平均势计算方法，JBC,Proteins2002.蛋白质构象多样性研究CorrelationbetweenthecalculatedlogPvaluesandtheexperimentalvaluesof1831organiccompoundsXLOGP1.0,XLOGP2.0计算有机化合物脂水分配系数的新方法XLOGP1.0:J.Chem.Inf.Comput.Sci.1997,37,615-621

XLOGP2.0:PerspectivesinDrugDiscovery2000,19,47-66

Using80atomtypes(C,H,O,N,S,P,halogens)and5correctionfactors蛋白质与配体作用研究AbbottLaboratories,D-47E,AP10,100AbbottParkRd.,AbbottPark,IL60064-3500Comparisonofprogramsclogp,alogp,klogp,mlogp,qlogp,xlogp,ACD&kowin.DaylightChemicalInformationSystems,Inc.

表现最好的几个logp计算程序：

蛋白质与配体作用研究Perdomo-LopezI,Rodriguez-PerezAI,Yzquierdo-PeiroJM,etal.Effectofcyclodextrinsonthesolubilityandantimycoticactivityofsertaconazole:ExperimentalandcomputationalstudiesJPHARMSCI91(11):2408-2415NOV2002

MicaleN,ZappalaM,GrassoS,etal.NovelpotentAMPA/kainatereceptorantagonists:Synthesisandanticonvulsantactivityofaseriesof2-[(4-alkylsemicarbazono)-(4-aminophenyl)methyl]-4,5-methylenedioxyphenylaceticacidalkylesters.JMEDCHEM45(20):4433-4442SEP262002XLOGP2.0程序已有242家注册用户，在药物设计研究中得到广泛应用蛋白质与配体作用研究SCORE:计算蛋白质与配体结合自由能的方法

RX.Wang,LHLai,et.al.,,J.Mol.Mod.1998,4:379-394，在国内外拥有192家用户

CorrelationbetweenthecalculatedpKdvaluesandtheexperimentalvaluesof170protein-ligandcomplexes蛋白质与配体作用研究J.F.Pei,et.al.,引入原子溶剂化参数，Proteins2004,inpress基于晶体复合物重构的打分函数评价（刚性对接）TaoP,LaiLH.Proteinliganddockingbasedonempiricalmethodforbindingaffinityestimation.JournalofComputer-AidedMolecularDesign2001;15(5):429-446.从图上可以看出，对于91%的复合物，dock的搜索算法总能找到至少一个与晶体结构相比RMSD值小于2埃的构象，因此我们可以认为打分函数不受搜索算法的限制，打分的结果完全表现出打分函数自身的识别能力蛋白质与配体作用研究SCORE应用举例INovartis药物公司筛选出高活性的CK2抑制剂（Vangrevelinghe,E;J.Med.Chem.;2003;46(13);2656-2662）库筛选、DOCK、药效团信息、SCORE筛选、人工检查、12Hits化合物4(IC50=80nm)是目前为止活性最高的CK2激酶抑制剂，并具有高选择性蛋白质与配体作用研究

SCORE应用举例IIUniversityofAlabamaatBirmingham搜索喋啶还原酶抑制剂（SchormannN,JMOLSTRUC-THEOCHEM635:37-44）

DOCK构象搜索、用DOCK打分，SCORE打分以及观察结合模式进行联合判断。根据实验结果，作者认为SCORE的计算结果更准确，因此用SCORE来预测5个选定的高活性抑制剂对其他4个类似的酶的亲和力，用来判断抑制剂的选择性。蛋白质与配体作用研究LigBuilder:Asoftwarepackagefordenovo

ligandbuilding-upPOCKETLINKGROWPharmacophoreTargetProteinLigands注册用户313家蛋白质与配体作用研究POCKET:DerivingthepharmacophoreABCD

LigBuilder成为药物设计中的常用工具而出现在关键词中。2003年12月31日以前注册的用户

XLOGPSCORELIGBUILDERAOS/APSPP_SITEASPLOGPPLOGPDGA&GGA

合计总用户24319231438111351834具有自主知识产权的药物设计程序蛋白质与配体作用研究

药物设计程序用户分析蛋白质与配体作用研究绝大多数为国外用户包括国际上著名大学、研究单位的学者及大制药公司NovoNordisk,DenmarkBASFAG,GermanyBayerAG,GermanyEliLilly,USADupont,USAMerck,USAAbbottLab,USAPfizerCentralResearch,USASmithKlineBeechamPharm,USAUCSFHarvardMedicalSchoolYaleUniversityMITOxfordCambridgeUniversityofLondonKyotoUniversityUniversityofWashingtonUppsalaUniversityPSI-DOCK:AHighlyEfficientApproachtoFlexibleLigandDockingJianfengPei,QiWang,QingliangLi,ZhenmingLiu,KunYangandLuhuaLai,submittedtoJMC致谢国家自然科学基金委科技部教育部北京大学王任小博士裴剑锋博士刘振明李博李清亮石磊杨坤马文喆谢谢观看/欢迎下载BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH安全注射与职业防护PART01一、安全注射二、职业防护主要内容安全注射阻断院感注射传播让注射更安全！《健康报》

别让输液成为一个经济问题有数据显示，是世界最大的“注射大国”。2009年我国平均每人输液8瓶，远远高于国际上人均2.5—3.3瓶的平均水平。我国抗生素人均消费量是全球平均量的10倍。因此我国被称为：

“输液大国、抗生素大国和药品滥用大国”。2016年国家十五部委重拳出击

遏制细菌耐药《阻断院感注射传播，让注射更安全（2016-2018年）》专项工作指导方案量化指标医疗卫生机构安全注射环境、设施条件、器具配置等合格率100%医务人员安全注射培训覆盖率100%规范使用一次性无菌注射器实施注射100%（硬膜外麻醉、腰麻除外）医疗卫生机构对注射后医疗废物正确处理率100%医疗卫生机构内部安全注射质控覆盖率100%医务人员安全注射知识知晓率≧95%医务人员安全注射操作依从性≧90%医务人员注射相关锐器伤发生率较基线下降≧20%相关内容基本概念安全注射现况不安全注射的危害如何实现安全注射意外针刺伤的处理

基本概念

注射

注射是指采用注射器、钢针、留置针、导管等医疗器械将液体或气体注入体内，达到诊断、治疗等目的的过程和方法。包括肌内注射、皮内注射、皮下注射、静脉输液或注射、牙科注射及使用以上医疗器械实施的采血和各类穿刺性操作。

基本概念

符合三个方面的要求：对接受注射者无危害；对实施者无危害；注射后的废弃物不对环境和他人造成危害。不安全注射发生率东欧：15%中东：15%亚州：50%印度：50%中国：50%对我国某地3066个免疫接种点的调查表明:一人一针一管的接种点为33.5％一人一针的接种点为62.1％一人一针也做不到的接种点......

目前情况

不安全注射

没有遵循上述要求的注射常见不安全注射-对接受注射者不必要的注射注射器具重复使用注射器或针头污染或重复使用手卫生欠佳注射药品污染不当的注射技术或注射部位医用纱布或其他物品中潜藏的锐器常见不安全注射-对接受注射者减少不必要的注射是防止注射相关感染的最好方法据调查，从医疗的角度来说，有些国家高达70％的注射不是必须的应优先考虑那些同样能达到有效治疗的其他方法口服纳肛不安全注射-对实施注射者采血技术欠佳双手转移血液不安全的血液运输手卫生欠佳废弃锐器未分类放置不必要的注射双手针头复帽重复使用锐器锐器盒不能伸手可及患者体位不当不安全注射-对他人不必要的注射带来过多医疗废物医疗废物处置不当废弃锐器置于锐器盒外与医用纱布混放放在不安全的处置地点—如走廊中容易拌倒废物处理者未着防护用品（靴子，手套等）重复使用注射器或针头最佳注射操作注射器材和药物注射器材药物注射准备注射管理锐器伤的预防废物管理常规安全操作手卫生手套其他一次性个人防护装备备皮和消毒清理手术器械医疗废物二次分拣2023/7/6Dr.HUBijie462023/7/611/05/0946锐器盒摆放位置不合适，放在地上或治疗车下层头皮针入锐器盒时极易散落在盒外，医废收集人员或护士在整理过程中容易发生损伤不正确使用利器盒绝大部分医务人员对安全注射的概念的理解普遍仅局限于“三查七对”，因此安全注射的依从率也非常低。安全注射现况滥用注射导致感染在口服给药有效的情况下而注射给药临床表现、诊断不支持而使用注射治疗

由于滥用注射，导致感染的发生几率明显增加。安全注射现况注射风险外部输入风险：注射器具、药品、材料等产品质量；非正确使用信息，非正规或正规培训传递错误信息，非合理用药及操作习惯等。内部衍生风险：注射的“过度”与“滥用”、非正确的注射、未达标的消毒灭菌、被相对忽略的职业暴露、不被关注的医疗废物管理。

安全注射现况

当前院感注射途径传播的高风险因素使用同一溶媒注射器的重复使用操作台面杂乱，注射器易污染注射后医疗废物管理欠规范---注射器手工分离与二次分捡

对患者的危害-------传播感染

是传播血源性感染的主要途径之一，也是不安全注射的最主要危害。注射是医院感染传播的主要途径之一！不安全注射的危害导致多种细菌感染，如脓肿、败血症、心内膜炎及破伤风等。败血症破伤风心内膜炎脓肿不安全注射

不安全注射的危害

对医务人员的影响

针刺伤：每年临床约有80.6%-88.9%的医务人员受到不同频率的针刺伤！原因：防护意识薄弱、经验不足、操作不规范、防护知识缺乏。

不安全注射的危害

对社会的危害

拿捡来的注射器当“玩具”

不安全注射的危害

如何实现安全注射三防：人防、技防、器防四减少：减少非必须的注射操作减少非规范的注射操作减少注射操作中的职业暴露减少注射相关医疗废物

如何实现安全注射

重视环境的准备警惕锐器伤正确物品管理严格无菌操作熟悉操作规程执行手卫生安全注射

如何实现安全注射

进行注射操作前半小时应停止清扫地面等工作。避免不必要的人员活动。严禁在非清洁区域进行注射准备等工作。应在指定的不会被血液和体液污染的干净区域里，进行注射准备。当进行注射准备时，必须遵循以下三步骤：1.保持注射准备区整洁、不杂乱，这样可以很容易清洁所有表面2.开始注射前，无论准备区表面是否有血液或体液污染，都应清洁消毒。3.准备好注射所需的所有器材：-无菌一次性使用的针头和注射器-无菌水或特定稀释液等配制药液-酒精棉签或药棉-锐器盒重视环境的准备手卫生之前先做脑卫生！观念的改变非常重要！安全注射，“手”当其冲！认真执行手卫生工作人员注射前必须洗手、戴口罩，保持衣帽整洁；注射后应洗手。操作前的准备注射前需确保注射器和药物处于有效期内且外包装完整。操作前的准备给药操作指导单剂量药瓶——只要有可能，对每位患者都使用单剂量药瓶，以减少患者间的交叉污染多剂量小瓶——如果别无选择，才使用多剂量药瓶-在对每个患者护理时，每次只打开一个药瓶-如果可能，一个患者一个多剂量药瓶，并在药瓶上写上患者姓名，分开存储在治疗室或药房中-不要将多剂量药瓶放在开放病房中，在那里药品可能被不经意的喷雾或飞溅物污染药物准备给药操作指导丢弃多剂量药瓶：-如果已失去无菌状态-如果已超过有效日期或时间（即使药瓶含有抗菌防腐剂）-如果打开后没有适当保存-如果不含防腐剂，打开超过24小时，或制造商建议的使用时间后-如果发现未注明有效日期、储存不当，或药品在不经意间被污染或已知道被污染（无论是否过期）药物准备给药操作指导具有跳起打开装置的安瓿瓶——只要有可能，就使用具有跳起打开装置的安瓿瓶，而不是需要金属锉刀才能打开的安瓿瓶如果是需要金属锉刀才能打开的安瓿瓶，在打开安瓿瓶时，需使用干净的保护垫（如一个小纱布垫）保护手指药物准备准备好注射所需的所有器材：-无菌一次性使用的针头和注射器-无菌水或特定稀释液等配制药液-酒精棉签或药棉-锐器盒注射准备对药瓶隔膜的操作步骤在刺入药瓶前用蘸有70%乙醇棉签或棉球擦拭药瓶隔膜（隔层），并在插入器材前使其晾干每次插入多剂量药瓶都要使用一个无菌注射器和针头不要把针头留在多剂量药瓶上注射器和针头一旦从多剂量药瓶中吸出药品并拔出，应尽快进行注射注射准备贴标签多剂量药瓶配制后，应在药瓶上贴上标签：-配制日期和时间药物的种类和剂量-配制浓度-失效日期和时间-配制者签名对于不需要配制的多剂量药品，贴上标签：-开启日期和时间-开启者名字和签名注射准备皮肤消毒剂在有效期内使用。严格落实皮肤消毒的操作流程（以注射点作为中心，自内向外，直径5cm以上）。一人一针一管一用，禁止重复使用。熟悉操作规程，严格无菌操作使用同一溶媒配置不同药液时，必须每次更换使用未启封的一次性使用无菌注射器和针头抽取溶媒。必须多剂量用药时，必须做到一人一针一次使用。熟悉操作规程，严格无菌操作熟悉操作规程，严格无菌操作红圈标注地方绝对不能碰触！××熟悉操作规程，严格无菌操作皮肤消毒后不应再用未消毒的手指触摸穿刺点！皮肤消毒后应完全待干后再进行注射！熟悉操作规程，严格无菌操作现配现用药液抽出的药液、开启的静脉输入用无菌液体须注明开启日期和时间，放置时间超过2小时后不得使用；启封抽吸的各种溶媒超过24小时不得使用。药品保存应遵循厂家的建议，不得保存在与患者密切接触的区域，疑有污染或保存不当时应立即停止使用，并进行妥善处置。

熟悉操作规程，严格无菌操作

2小时内：——输注类药品；

24小时内：

——溶媒启封抽吸后；

——灭菌物品启封后（棉球、纱布等）提倡使用小包装。每周更换2次：

——非一次性使用的碘酒、酒精等，容器应灭菌。

7天内：——启封后一次性小包装的瓶装碘酒、酒精.药品保存：——应遵循厂家的建议（温度、避光）——不得保存在与患者密切接触的区域。——疑有污染禁用。应注明开启时间物品管理

禁止双手回套针帽禁止用手传递利器禁止用手分离注射器针头禁止手持锐器随意走动禁止随意丢弃锐器，随时入锐器盒禁止用手直接抓取医疗废物

操作时保证充足光线、空间宽敞

操作时从容不迫

操作时尽可能采用有安全保护装置的锐器六禁止三操作警惕锐器伤耐用，防穿透，防渗漏。大小合适，锐器可以完整放入。可能产生锐器的地方均配，不需二次分捡。放置的位置醒目且方便使用，治疗车要放在上层的侧面。一次性使用、禁止徒手打开、清空或清洗重复使用。禁止放入其他杂物。到达3/4时及时封闭。在转运过程中确保密闭，避免内容物外漏。

规范使用锐器盒

二、医务人员职业暴露体液血液分泌物排泄物其他04年7月23日，广州某医院在一次急诊抢救意外伤中,9名医务人员均直接接触了出血较多的重伤员。当时病人血肉模糊，鲜血喷到了当班急诊医生的身上、脸上和眼睛里，另一名医生在为病人清创缝合时被扎破手指，麻醉科医生带着受伤的手指为病人进行麻醉。当时参与抢救的多数医务人员的白大衣、口罩都被病人的鲜血染湿了。3天后这位病人被检测出是艾滋病人，HIV抗体反应强阳性。半年后有2名医务人员血液检出艾滋病毒抗体阳性，造成一起艾滋病职业暴露的悲剧。“艾滋惊魂”事件

锐器伤案例山东某院妇产科主任因全身发黄、乏力等去查体，结果是大三阳且转氨酶高达1300多，诊断暴发性肝炎。事后回忆，发病前曾为一大三阳病人手术时，被针刺伤过，当时未在意，没做任何处理！某院一检验科医生给一丙肝患者进行血气分析，不慎被沾有病人血液的针头刺伤，第三个月出现肝炎症状，感染丙肝病毒。

医务人员职业暴露分类①感染性职业暴露（主要指血源性病原体引起的暴露）②放射性职业暴露③化学性（如消毒剂、某些化学药品）职业暴露④其他职业暴露

中国医务人员特别需要防范的一大类感染性疾病

——血源性感染！医务人员的职业风险感染HIV：全球每年至少

1000名医务人员感染HCV、HBV等：触目惊心血源性传播病原体种类：细菌、病毒、真菌等30多种血源传播最多：HIV、HBV、HCV比人们通常想象的要多的多。医务人员面临传播危险最大的血源性传播疾病1、HBV-感染率为6%～30%2、HCV-感染率为3%，医务人员职业暴露风险为1.8%职业暴露的危险性HIV职业暴露感染的危险性发生HIV锐器伤后，感染HIV的平均危险为0.3%黏膜暴露后感染HIV的平均危险为0.09%血液或体液溅到完整皮肤上基本没有危险惧怕常见职业暴露的方式针刺58.4%皮损22.7%黏膜污染11.2%割伤7.7%注：锐器伤是发生职业暴露最主要的途径。职业暴露的人群NaSH2008年监测数据职业暴露常见人群护理人员：