医学新知导论课件

医学新知导论OutlineIntroductionofmassspectrometryprincipleInstrumentationProteomicsIntroductionMassspectrometryinproteomicsProteinidentificationQuantitativeproteomicsPost-translationalmodificationApplicationofmassspectrometryinbiotechnologyFoodscienceEnvironmentchemistryDruganalysisTheFiveMassSpectrometryNobelPrizePioneersWHATISA“MASSSPECTROMETER”...?MSTheblackboxproblem…...ESIMALDILC/MSLC-MSMSESIESIIontrapTOFQTOFquad.ESICRIMSEIAPCIFABFT-ICRqQTOFSELDI…manyblackboxes!“Amassspectrometermeasuresthemolecularweight….”“...AMSanalysisgivesthemass-to-chargeratio(m/z)ofions…ingasphase”.DataProcessingIonSourceAnalyzerionseparation

vacuumDetectorPumpingsystemSampleintroductionIntroduction(solid,liquid,gas)Separationtechnique(HPLC,CE,GC)ESI,nanoESI,MALDI,FAB,EI,CI,APCI,SIMS…TOF,quadrupole,Iontrap,FT,magneticsectorQQQ,Q/TOF,Q/IT…hnNd:YAGLaser355nm

Sampleions,MH+GroundGridSampleplateHighvoltageSample&matrixToMassAnalyzerMatrixAssistedLaserDesorptionIonization(MALDI)HPLC-MSIonSource(離子源)大氣壓下游離法(AtmosphericPressureIonization,API)電灑法Electro-spray,ESI大氣壓化學游離法AtmosphericPressureChemicalIonization,APCIAnalytePolarityESIAPcIMolecularWeight10001000000EI600Electro-spray,ESI(電灑法)

Desolvation泰勒錐TaylorconeConevoltagepumpingHPLC-MSElectro-spray,ESI(電灑法)Capillary~3kVAsdropletsevaporate,theelectricfieldincreasesandionsmovetowardsthesurface.IonsevaporatefromthesurfaceSolventevaporationCoulombicexplosionMALDI-TOFspectraofapomyoglobinINSTRUMENT:KratosAxima-CFRSample:1pmoleapomyoglobin(horseskeletalmuscle)

40050060070080090010001100120013001400150016001700180019002000m/z020406080100RelativeAbundance+101695.9+111541.8+121413.5+131304.8+141211.7+151131.0+161060.4+17998.1+18942.8+19893.2+20848.6+21808.2+22771.5+23738.0+24707.4+25679.1+91884.5ACTUALSPECTRUM+91884.316000164001680017200176001800018400mass020406080100RelativeAbundance16951.5AFTERDECONVOLUTIONESI-iontrapspectraofapomyoglobinINSTRUMENT:ThermoquestLCQ-classicSample:1pmoleapomyoglobin(horseskeletalmuscle)HPLC-MSAtmosphericPressureChemicalIonization,APCI(大氣壓化學游離法)http://www.chm.bris.ac.uk/ms/theory/apci-ionisation.htmlHPLC-MSTechniqueFlowRate(ml/min)M.WRangeSpeciesProducedESI0.001-0.3＜2000000(M+H)+(M-H)-(M+nH)n+APCI0.2-2.0＜1000(M+H)+

(M-H)-ESIandAPCIdifferin…HowionsaregeneratedESI-solutionphaseionizationAPCI-gasphaseionizationAnalytecompatibilityESI-polarcompoundsandlargebiomoleculesAPCI-lesspolar,smallercompounds(relativetothoseionizedbyESI)thathavesomevolatilityFlowratecompatibilityESI-0.001to1mL/minAPCI-0.2to2mL/minHPLC-MSEffectofFlowRateFlowrate(ml/min)(50/50ACN/H20)00.51.01.52.050100RelativeintensityAPCIESIHPLC-MSQuadrupoleToDetector-+-+FromSourceXYVoltageonRods-ve0+veßàRFCycleXYMALDITime-of-flight(TOF)MSsourceTOFMass(m/z)intensityLaserTheionsentertheflighttubewiththelighterionstravellingfasterthantheheavierions

m/zismass-to-chargeratiooftheion

Eistheextractionpulsepotential

sisthelengthofflighttubeoverwhichEisapplied

disthelengthoffieldfreedriftzone

tisthemeasuredtime-of-flightoftheion

IonTrapFourier-transformIonCyclotronResonance(FT-ICR)HighresolutionandaccuracySingleMSAnalyzermassscanningmodem1m3m4m2m3m1m4m2singlemasstransmissionmodem2m2m2m2m3m1m4m2m/zHPLC-MS/MSTripleQuadrupole1.Samplesfromtheliquidintroductionsystementertheionisationsourceatatmosphericpressure2.Ionsaretransferredtotheanalysersthroughahexapolelens3.TheionsarefilteredinMS1accordingtotheirmasstochargeratio(m/z)4.ThemassseparatedionsundergoCIDinthehexapolecollisioncell5.ThefragmentionsarefilteredinMS2accordingtotheirmasstochargeratio6.Theionsaredetectedbyanoff-axisphotomultiplierdetector.MS/MSScanFunctionsmassscanmodesinglemasstransmissionm2m2m2m2m3m1m4m2CollisionChamber(gas)++++++N2+++++ Q1 Q3ProductIonScan(PI)Fix Scan

MultipleReactionMode(MRM)Fix Fix PrecursorIonScan(PS)Scan Fix NeutralLossScan(NL)Scan Scan ProductIonScanningmassscanmodesinglemasstransmissionm2m2m2m2m3m1m4m2CollisionChamber(gas)++++++N2++++ParkedonPrecursorionParkedonaproductIonCADQ1Q3Q2Mostsensitivescantypefordetectionofknowncomponents-Q1issetontheparentionm/z(usuallymultiplychargedforpeptides)-ionsarefragmentedinQ2collisioncell-Q3issetonthediagnosticfragmentm/zFundamentaltoAbsoluteQuantitationistheTripleQuadScantermedMultipleReactionMonitoring(MRM)

PrecursorIonScanningScanPrecursorsSelectProductCADQ1Q3Q2OnlyionspassedthroughQ1thatproducethe

PTM-specificfragmentmass(e.g.79forphosphorylationor204forglycosylation)

willproducesignalatthedetector/cgi/content/full/291/5507/1221/F1ProteomicsIntroductionMassspectrometryinproteomicsProteinidentificationQuantitativeproteomicsPost-translationalmodificationProteome:In1993,theterm“Proteome”,byMarcWilkinsandKeithWilliams,wasreferredtothesystematicidentificationoftheentireproteinpopulationexpressedbyagenome

orbyacellortissuetype.Proteomics:Thesubjectofproteomicanalysisoftheproteome(PROTEincomplementexpressedbyagenOME

orbyacellortissuetype).(Wilkinsetal.,1995BiotechnologyandGeneticEngineeringReviews13,19-50.)DefinitionofProteomicsYatesdefinedproteomicsasthescientificdisciplineofcharacterizingandanalyzingtheproteins,proteininteractions,andproteinmodificationsofanorganism.GygiandAebersolddefinedproteomicsastheabilitytosystematicallyidentifyeveryproteinexpressedinacellortissuetissueaswellastodeterminethesalientpropertiesofeachprotein,i.e.,abundance,stateofmodification,involvementinmultiproteincomplexes,etc.Wagnerdefinedtheproteomeistheentireprofileofalltheproteinsexpressedbyacelloratissueunderstrictlydefinedconditionsatagiventime.-proteomicsaimsto:-separateidentityandcharacterizeproteinsonalargescale-definelevelsofproteinsincells/tissuesandhowthesechange-investigateproteincomplexes-elucidateproteinfunctions,pathways,andinterrelationships蛋白體的發展里程碑Whyanalyzegeneexpressionattheproteinlevel?YYRNAProteinsModifiedProteinsDNABiologicalFunctionTranscriptionTranslationPost-TranslationModificationGenomeTranscriptomeProteome<30,000Genes>1,000,000Proteinsx5to50functionallinksperproteinWhythestudyofproteinsissochallenging?Apolypeptidecanfoldtogenerateaparticularthree-dimensionalstructurespecifiedbyitsaminoacidsequence.Thestructuraldescriptionofproteinsisdescribedintermsoffourlevelsoforganization.MS-basedProteomicsQualitativeProteinidentificationPeptideMassFingerprint(PMF)MS/MSionsearchingDenovoSequencingPostTranslationModification(PTM)QuantitativeProteinquantitationICATiTRAQSILACO16/O18Non-labellingtech.MRMThegeneralPropertyDifferencesbetweenDNAandProteinmRNAlevel

expressedproteinlevel

ModificationMethylationSeveralGoalofGenomicsandProteomicsWhatdobiologistswant?IdentifyproteinssequenceofprimarystructureandlookupgenomicandproteindatabaseCharacterizeproteinsanalyzebiologicallyrelevantmodificationsLookfordifferetially-expressedproteinsasbiomarkersLookforproteincomplexesandnetworksbiologicalfunction(newdrug!)ProteinExtractAnalyzespotsbyAAASequencingMassspectrometrySeparationbasedonpISeparationbasedonsizeSeparateproteinson2-DgelsConventionalApproachExcisespot;wash;digestRun2Dgel;Stain/ImageExtractpeptides;MALDI-TOFanalyzeorqQ-TOFanalyzeDatabasesearchEdmanDegradationAAACompositionImmunoblotMS1045.55841183.64981199.67551430.78311457.69131485.72441488.78151552.78021675.73701876.92181894.93461909.94142167.19222299.16752599.26581000150020002500Mass(m/z)ProteinID:ExperimentalApproachPeptide-MassFingerprinting(PMF)ProteinProteinSequenceM/ZM/ZProteolyticPeptidesFragmentMassSpectrumTheoreticalFragmentMassSpectrumTheoreticalProteolyticPeptidesGLSDGEWQLVLNVWGKVEADIPGHGQEVLIRLFKGHPETLEKFDKFKHLKSEDEMKASEDLKKHGATVLTALGGILKKKGHHEAEIKPLAQSHATKHKIPVKYLEFISECIIQVLQSKHPGDFGADAQGAMNKALELFRKDMASNYKELGFQGGLSDGEWQLVLNVWGKVEADIPGHGQEVLIRLFKGHPETLEKFDKFKHLKSEDEMKASEDLK...Advantages&Disadvantagesof2DgelApproachExcellentresolvingpowerVisualdisplayofproteinpatternsWellestablishedtechniqueandRelativelyinexpensivetogetstartedwithmanualtechniquesPoorabilitytohandlecertainclassesofproteinsmembrane,basic,acidic,highandlowmolecularweightproteinsMultiplespotscorrespondtothesameproteinormultipleproteinproductsco-migratetothesamespotCannotvisualizelowabundantproteins;OnlyabundanceproteinsareidentifiedTimeconsuminganddifficulttoautomateLimitedrecoveryofanalyteforfurtheranalysisPoorreproducibility;limiteddynamicrange;certainproteinstainpoorlyornotatall.2-DgeldoesnotpossessthesensitivityandthedynamicrangeneededforisolatingdifferentproteinsLimitationof2-DGelBasedProteomicsPlatformMouseliverproteindatabasebyF.Hoffmann-LaRochePharmaceuticalResearchpublishedinElectrophoresis,2001showedthatanalysisofapproximately5800spotsexcisedfrom142-Dgelsresultedintheidof2,500proteinswhicharetheproductsof328genes.Likewise,inastudypublishedin2002,only278geneswhoseproteinproductswereidentifiedfromratliver.ProteinDetectionMethodsCoomassieBlue 0.1mg/band-1mg/bandFluorescentStain 1-10ng/bandSilverStain 1-10ng/band1ngofa10kDa 100femtomoles1ngofa100kDa 10femtomolesHigh-PerformanceLiquidChromatographyLoadingSamplePackingMaterialElutionSampleImpurity1Impurity2,3AcompoundHPLCLC/MSMultiDimensionalLiquidChromatographySize–GelfiltrationcolumnsAffinityCharge–IonexchangecolumnsHydrophobicity–HICcolumns,ReversephaseSizeExclusionSeparationofproteinsbasedontheirsize: Thebeadsarecomposedofdextranpolymers(sephadex),agarose(Sepharose),polyacrylamide(SephacrylorBioGelP).Eachbeadcontainsporesofapproximatemacromoleculesizes.Largermoleculeswilltravelthroughlesspores,thusmigratefaster.Smallermoleculeswilltravelthroughmorepores,thusmigrateslower.Themoleculespassivelydistributebetweenthevolumeoutsidetheporousbeads(V0)andthevolumeinsidethebeads(Vi)dependentontheirabilitytoenterthepores.IfthetotalvolumeofthecolumnisVt, Vt=Vo+Vi

Reference:清華大學分子與細胞生物研究所暨生命科學系張大慈教授V0ViVtUVabsorbanceLargerProteinSmallerProteinAffinityChromatography Affinitychromatographymakesuseoftheaffinitybetweenaligandandtheproteinofinterests.Ligandsareusuallyimmobilizedthroughcovalentbondsoninsolublematrix,suchascelluloseorpolyacrylamide.Theproteinofinterestsbecomeboundtothematrixwhileotherproteinsflowthroughthecolumn.Afterwashingtheproteinboundtothematrixcanbeelutedbyaddingcompletinggroupssuchasthefreeligand,orreagentsthatdisrupttheinteractions.Examplesofligand-proteininteractionsincludethosebetweenantibodiesandantigens,thosebetweenNi+andpoly-histidinetag.UVabsorbanceFreeligandconcentrationIonExchangeChromatographyElectrostaticpropertiesofaproteindeterminethetypeofionexchangeresinsitinteractswith.Inprinciple:ProteinispositivelychargedifsolutionpH<pI;Itshouldbindtonegativelychargedresins,orcationexchanger;ProteinisnegativelychargedifsolutionpH>pI;Itshouldbindtopositivelychargedresins,oranionexchanger;Notethatinpractice,proteinsurfacehaslocalchargesthatmaydifferentfromtotalchargeoftheprotein.Examplesofcationexchangersinclude:carboxymethyl(CM)andsulfopropyl(SP)Examplesofanionexchangersinclude:diethylaminoethyl(DEAE),quaternaryamine(QAE)proteinsurface---+++-nonpolarnonpolarIonExchangeChromatographyIonexchangechromatographymakesuseofelectrostaticpropertiesoftheproteinofinterests.Chargedpolymersareusuallyimmobilizedthroughcovalentbondsoninsolublematrix,suchascelluloseorpolyacrylamide.Theproteinofoppositechargebecomeboundtothematrixwhileotherproteinsflowthroughthecolumn.Afterwashing,theproteinboundtothematrixcanbeelutedbyaddingsalts.UVabsorbanceIncreasingsaltconcentration--CMHydrophobicInteractionHydrophobicinteractionchromatographymakesuseofthehydrophobicpatchesonproteinandtheirinteractionswithhydrophobicresins.Forinstance,phenylsepharoseisastronghydrophobicresinthatismadebycovalentlyattachphenylgrouptoagarosesupportingmatrix.Proteinsbindtophenylgroupbyvirtueofhydrophobicinteractions.Suchinteractionsaremostfavoredinthepresenceofhighsalts.Thusatypicalprocedureforrunninghydrophobicchromatographyistofirstbindproteinsunderhighsaltconditionandthenelutetheboundproteinsbyrunningasaltgradientfromhightolowconcentrations.decreasingsaltconcentrationUVabsorbanceproteinsurface---+++-nonpolarnonpolarGeneralapproachesProteinExtractChromatographicFractionation2-DGelElectrophoresis1-DGelElectrophoresisBiologicalPre-fractionationofsample(organs,tissues,celltypes,subcellularcomponents)EnzymaticorchemicalDigestDigestChromatographyLabelwithaminoacidtargetedaffinityreagentssuchasiTRAQTMMassspectrometryElectrospray&/orMALDIDigestMultidimensionalLCDigestProteinIdentificationby

PeptideFragmentFingerprintingProteinProteinSequenceM/ZM/ZProteolyticPeptidesFragmentMassSpectrumTheoreticalFragmentMassSpectrumTheoreticalProteolyticPeptidesGLSDGEWQLVLNVWGKVEADIPGHGQEVLIRLFKGHPETLEKFDKFKHLKSEDEMKASEDLKKHGATVLTALGGILKKKGHHEAEIKPLAQSHATKHKIPVKYLEFISECIIQVLQSKHPGDFGADAQGAMNKALELFRKDMASNYKELGFQGGLSDGEWQLVLNVWGKVEADIPGHGQEVLIRLFKGHPETLEKFDKFKHLKSEDEMKASEDLK...PeptideFragmentsTheoreticalPeptideFragmentsLFKLFKGHPELFKGHPETLEGHPETLEKPETLEKETLEK...SampleIonsLINACIRPDetectorAcceleratorAcceleratorIonMirrorCurtainGasGroundPusherPlatePullerGridESI-Q/TOFMALDI-TOF/TOFSource#2x,yDeflectors#2ReflectorLinearDetectorReflectorDetectorSource2FocusingCIDcellTISx,yDeflectors#1Source1FocusingSampleplate&stageV1V2Source#1LasernanoRPLC-ESI-TandemMSTotalIonChromatogramTOFMSSpectrumMS/MSSpectrumN-andC-terminalPeptidesGFPNAGFPNAGFPNAGFPNAGFPNAN-terminalpeptidesC-terminalpeptidesTerminalpeptidesandiontypesGFPNPeptideMass(D)57+97+147+114=415H2OPeptideMass(D)57+97+147+114–18=397GFPNH2OwithoutN-andC-terminalPeptidesGFPNAGFPNAGFPNAGFPNAGFPNAN-terminalpeptidesC-terminalpeptides4154863011545771185332429N-andC-terminalPeptidesN-terminalpeptidesC-terminalpeptides4154863011545771185332429N-andC-terminalPeptides4154863011545771185332429N-andC-terminalPeptides4154863011545771185332429Problem:

ReconstructpeptidefromthesetofmassesoffragmentMassSpectraGVDLKmass057Da=‘G’99Da=‘V’LKDVGThepeaksinthemassspectrum:PrefixFragmentswithneutrallosses(-H2O,-NH3)Noiseandmissingpeaks.andSuffixFragments.DH2OProteinIdentificationwithMS/MSGVDLKmass0Intensitymass0MS/MSPeptideIdentification:SequencefromIDFragmentswindowshowstheoreticalionsthatmatchtospectrumLabelspectrumeasilyfromfragmentswindowMascotSearchParametersMascotSearchResultQuantitativeproteomics

isobaricTagforRelativeandAbsoluteQuantitation

O16/O18ICATcICATiTRAQICPL2D-DIGE2MEGA-labeling1.ReporterGroup:Fragmentationofreagentproducesachargerreporterionofmass114,115,116,or117.2.BalanceGroup:Balancemasschangesinconcertwithreportermasstomaintainatotalmassof145.3.IsobaricTag:Labeling/mixingofuptofoursampleswitheachtagproducespeptideswithidenticalm/z.NoincreaseinMScomplexity.4.ProteinReactiveGroup:ThereactivegroupcovalentlylinkstheiTRAQTMReagenttothepeptidesatthefreeamines(N-terminusandlysinesidechain).IsobaricTagging-GeneralMethod(4-Plex)PEPTIDE

PEPTIDEPEPTIDE++++PEPTIDE-PRG11431-PRG11530-PRG11629-PRG117281347.01349.61352.21354.81357.41360.0Mass(m/z)1352.84Reporter-Balance-PeptideINTACT-4samplesidenticalm/zMS114115116117111.0112.8114.6116.4118.2120.0Mass(m/z)114116115117-ReporterionsDIFFERENTMix-NHPEP

T

ID

E11431-NHPEP

T

ID

E11530-NHPEP

T

ID

E11629-NHPEP

T

ID

E11728MS/MS9.0292.8576.6860.41144.21428.0Mass(m/z)8396.70102030405060708090100%Intensityy8PAb2y10q,H72.1b4b145.1b7LT112.1y3b10y5b9y2b674.11352.8y6142.139.0y4b8y9y11-PeptidefragmentsEQUALPEPTIDEPrecursorIonScan用途SmallMolecule

在一堆混合物中尋找代謝物(Metabolite)標的在一堆混合物中尋找合成副產物(sideproduct)標的需知道主結構(指標性子離子)的分子量需要Highsensitivity,HighspeedProteomics在一堆混合物中尋找PTM標的需知道主結構(指標性子離子,如磷酸根)的分子量需要Highsensitivity,HighspeedScanPrecursorsSelectProductCADQ1Q3Q2OnlyionspassedthroughQ1thatproducethe

PTM-specificfragmentmass(e.g.79forphosphorylationor204forglycosylation)

willproducesignalatthedetectorPrecursorionscanof–79NegativeionmodeFullscanMS(400-1700)Positiveionmodea-caseintrypticdigestPrecursorIonScanning(PTM-specificscan)

e.g.IdentificationofPhosphopeptidesinamixture

phosphopeptidesMatrixCrystalsEmbeddedProteinsChipSurfaceSurfaceEnhancedLaserDesorption/Ionization(SELDI)Desorption/ionizationmethodofnon-volatilecompoundsinwhichthesamplepresentingsurfaceplaysanactiveroleintheextraction,presentation,structuralmodification,amplification,and/orionizationofagivensampleInventedbyT.WilliamHutchensandTai-TungYipinearly1990sProteinChipTechnology:

ProteinBindingCrudesampleisplaced(andprocessed)onaProteinChipArrayProteinsbindtochemicalorbiological“dockingsites”ontheProteinChipsurfaceProteinChipArrays:

AvailableproprietarysurfacesHydrophobicIonicChemicalSurfacesAntibodyDNAEnzymeReceptorBiochemicalSurfacesDrugIMACSiHOOHSiOHSiSiHOHydrophilicMy+My+ProteinChipTechnology:

SELDITOF-MSDetectionRetainedproteinsare“eluted”fromtheProteinChipArraybyLaserDesorption/IonizationIonizedproteinsaredetectedandtheirmassaccuratelydeterminedbyTime-of-FlightMassSpectrometryIntensityMolecularMass(Da)DetectorLaserTOF-MSDatapresentation:DifferencemapPatientControlGelViewTMPrecursorionfixedProductionfixedFragmentation(CAD)MS/MSMultipleReactionMonitoring(MRM)127Da85Da68Da蛋白體研發相關「技術服務產業」现今医学分为传统医学、基于“生物-医学模式”近代发展起来的西医，20世纪西医又发展到“社会-心理-生物医学”或综合医学模式，后基因组时代系统生物学的兴起，形成了系统医学在全球的迅速发展，成为继传统医学、西医学之后中、西医学汇通的未来医学。当代中国医学类专业比较优秀的学校有北京大学、华中科技医学化验医学定义（medicine），是处理人健康定义中人的生理处于良好状态相关问题的一种科学，（高血压心脏病糖尿病）以治疗预防生理疾病和提高人体生理机体健康为目的。狭义的医学只是疾病的治疗和机体有效功能的极限恢复，广义的医学还包括中国养生学和由此衍生的西方的营养学。现在世界上医学主要有西方微观西医学和东方宏观中医学两大系统体系。医学的科学性在与应用基础医学的理论不断完善和实践的验证，例如生化、生理、微生物学、解剖、病理学、（肺炎青霉素肝炎）药理学、统计学、流行病学，中医学及中医技能等，来治疗疾病与促进健康。虽然东西方由于思维方式的不同导致（高血压心脏病糖尿病）研究人体健康与外界联系及病理机制的宏观微观顺序不同，但在不远的将来中西医实践的丰富经验的积累和理论的形成必将诞生新的医学---------人类医学。（肿瘤癌症胃癌肠癌肺癌）不同于现代医学，不同于传统中医，（传染病丙肝乙肝甲肝）金水医学诞生了，金水医学是以驱除病理，恢复生理为主张的全新医学，走出了人类医学的误区，（肺血液血小板红血球白血球）治疗疾病的特色鲜明，不论是任何疾病都能做到从危为安，由重到轻的恢复办法。金水医学认识到人体是生命体，生命体有自己的强大的生理自我愈合功能，（高血压心脏病糖尿病）帮助生命体恢复自主作用才是治疗疾病的根本。针对当今现代文明病，现代疑难病，现代慢性病，亚健康，一体多病，取得了巨大的成功，治疗法则为“胃肠洁，气血流，玄府开，营卫昌”人生命体运动符合自然节律，最终达到人体生理增强，消灭疾病的目的。（肿瘤癌症胃癌肠癌肺癌）编辑本段医学的分类医学研究医学可分为现代医学（即通常说的西医学）和传统医学（包括中医学、（高血压心脏病糖尿病）藏医学、蒙医学等）多种医学体系。不同地区和民族都有相应的一些医学体系，宗旨和目的不相同。印度传统医学系统也被认为很发达。（传染病丙肝乙肝甲肝）研究领域大方向包括基础医学、临床医学、检验医学、预防医学、保健医学、康复医学等。（肿瘤癌症胃癌肠癌肺癌）基础医学包括：医学生物数学,医学生物化学,医学生物物理学,人体解剖学,医学细胞生物学,人体生理学,人体组织学,人体胚胎学,医学遗传学,人体免疫学,（肺血液血小板红血球白血球）医学寄生虫学,医学微生物学,医学病毒学,人体病理学,病理生理学,药理学,医学实验动物学,医学心理学,生物医学工程学,医学信息学,急救学,护病学,新中心法则。（肺炎青霉素肝炎）临床医学包括：临床诊断学实验诊断学.影像诊断学+放射诊断学+超声诊断学+核医诊断学*临床治疗学职能治疗学化学治疗学生物治疗学血液治疗学组织器官治疗学饮食治疗学（高血压心脏病糖尿病）物理治疗学语言治疗学心理治疗学内科学外科学泌尿科学妇产科学儿科学老年医学眼科学耳鼻喉科学口腔医学传染病学皮肤医学神经医学精神病学肿瘤医学急诊医学麻醉学护理学家庭医学性医学（传染病丙肝乙肝甲肝）临终关怀学康复医学保健医学听力学。（肺炎青霉素肝炎）编辑本段医学的起源

医学教材东、西方文化历史背景是中、西医学形成、发展的土壤。公元2世纪东、西方的两位医学巨匠张仲景和盖伦，传承了不同的学术思想，创建了迥异的医学范式，发展和完善了不同的理论体系，使中、西医学各自走向了（高血压心脏病糖尿病）两条完全不同的发展道路。在汉代医学家张仲景所著述的《伤寒杂病论》之前，就有《内经》、《难经》、《本草经》等古典医药典籍。张仲景总结了汉代以前的医学成就，继承了《内经》等基本理论和丰富的医药（传染病丙肝乙肝甲肝）知识，结合自己的临床实践，写成了《伤寒杂病论》。其贡献在于确立了中医学辨证论治的理论体系，为后世中医临床医学的发展，奠定了坚实的基础。（肺炎青霉素肝炎）在西方，盖伦的一生生活在罗马帝国时安东尼父子的执政期。彼时，罗马帝国的繁荣，为盖伦的医学成就、以及西方医学的昌盛，提供了可靠的政治、经济、科技和文化保证。盖伦继承希波克拉底的学术思想，（肺血液血小板红血球白血球）著述200余部著作，现存的83部著作中，内容涉及解剖、生理、病理、卫生、药物、《希波克拉底文集》研究、哲学、语言学、逻辑学、数学、历史、（传染病丙肝乙肝甲肝）法律等。倡导实证医学，他的科学（高血压心脏病糖尿病）方法论具有重视实验、疾病局部定位思想、重视形式逻辑、强调演绎法等特点，对后世西医学的发展影响深远。中、西医学在张仲景和盖伦完全相悖的医学范式引导下，开始步入了分道扬镳的历史进程。在中华文化强调“中和”的大背景下，学术界便有了“海纳百川”的宽松气氛。出现了学术流派精彩分呈，如瘟病的寒温之争，经方时方之别等。中医学按张仲景的思维范式，蓬蓬勃勃的发展起来了。（传染病丙肝乙肝甲肝）随着科学的进步和社会的发展特别是医疗实践的发展，最初的中医学理论已无法诠释新的科学事实，因此，医学理论必须不断创新，（高血压心脏病糖尿病）才能适应社会需要，这就促使中医学进入汉代以后，呈现出全面发展的阶段，这个阶段共包括四个时期：编辑本段魏晋隋唐时期（肿瘤癌症胃癌肠癌肺癌）由于重视总结临床经验，并继承整理发挥《黄帝内经》、《伤寒杂病论》等经典医著的理论，出现了众多名医名著。如晋代王叔和的《脉经》和皇甫谧的《针灸甲乙经》、隋代巢元方的《诸病源候论》、唐代孙思邈的《千金要方》和《千金翼方》。（肺炎青霉素肝炎）编辑本段宋金元时期我国经济和科学技术日益发展，学术文化领域百家争鸣，特别是思想家的革新精神，为中医学理论的创新和突破性进展，提供了有利的文化背景。宋代陈无择著《三因极一病证方论》一书，提出三因学说；并产生了最具盛名四大学派，（肺血液血小板红血球白血球）刘完素倡导火热论；张从正力倡“攻邪论”；李杲提出“内伤脾胃，百病由生”的理论；朱震亨创造性（高血压心脏病糖尿病）地阐明了相火的演变规律。编辑本段明清时期是中医学理论综合汇编、深化发展，临床各科辨证体系丰富、提高阶段。如明代楼英的《医学纲目》和王肯堂的《证治准绳》，清代吴谦等编著的《医宗金鉴》和陈梦雷主编的（传染病丙肝乙肝甲肝）《古今图书集成·医部全录》等。王清任著《医林改错》，注重实证研究，纠正了古医籍中关于解剖知识的某些错误，肯定了“脑主思维”，（肺炎青霉素肝炎）发展了瘀血理论。温病学说的形成和发展，标志着中医理论的创新与突破，吴有性著《温疫论》，叶天士著（高血压心脏病糖尿病）《温热病篇》，吴鞠通著《温病条辨》等，在药物学研究方面，李时珍著的《本草纲目》，总结了16世纪以前我国药物学研究的成就。（肿瘤癌症胃癌肠癌肺癌）而西方医学随着西罗马帝国的灭亡，逐渐进入了中世纪的千年黑暗，科学变成了神学的奴婢，牧师取代医师。（传染病丙肝乙肝甲肝）从13世纪开始，始渐复明，直到15世纪，冲破封建宗教藩篱，才得以迅速发展。达·芬奇开创现代解剖学，维萨里创立解剖生理学；1731年意大利摩尔干尼创立了病理解剖学；1855年德国魏尔啸创建了细胞病理学；与此同时西方科学方法论对医学发展具有指导作用。以实验为主的实证方法(观察实验和比较分析)、及对医学研究中的“经院哲学”的彻底决裂、依靠各门自然科学所提供的技术手段和方法，（肺血液血小板红血球白血球）培养了医学家们的科学意识，赋予了医学的自然科学属性，使其摆脱了思辩推理的玄想而成就了生物医学模式（传染病丙肝乙肝甲肝）下的实验科学。（高血压心脏病糖尿病）至此中医学在实证医学领域已无法于西医同日而语。但中医学相对于西医学的优势是从宏观入手，注重整体，强调局部与局部、局部与整体之间的联系，重视辨证，主张“三因治宜”的个体化诊疗方略等。编辑本段东西方医学差异（肿瘤癌症胃癌肠癌肺癌）中、西医学运用不同的思维模式诊治疾病，其基本理论各成体系并有（传染病丙肝乙肝甲肝）根本差异。中西医学的差异不仅仅是有否实证的科学理念，最主要的是两种文化体系的差别。从理论上讲，中西医学是两种不可能统一的医学体系。“中体西用”曾成为中西医汇通派的指导思想，但由于两种医学的根基不同，硬在中医之体上套上西医之用，近一个世纪的事实证明，“汇通医学的体用判断脱离了中西医学的事实认识，以价值认识代替了事实认识，决定最终结果劳而无功”，因此，中、西医学应并存共荣而不必强求统一。（肿瘤癌症胃癌肠癌肺癌）尽管目前中、西医学还不可能融合成为一种统一的医学模式，但可以独立发展，并存共荣，整合互补。缘于现代信息论、系统论和控制论的影响，西医学的发展趋势若仅仅是单纯地重视分析而忽略了（传染病丙肝乙肝甲肝）整体结构和整体功能，无疑将渐行渐窄。而中医讲究“感悟”，未免夹带有很多主观因素，（肺血液血小板红血球白血球）难以客观地定量，定性。若中医的诊察疾病能参考现代医学的微观分析，将辨证与辨病相结合，实现宏观与微观的统一，使中医诊断客观化，即把分析与综合相结合的方法引入中医理、法、方（高血压心脏病糖尿病）、药的研究，使二者有机结合（肺炎青霉素肝炎），互相借鉴、补充，避免各自的片面性、局限性，这将有利于中西医学的优势互补，“和而不同”，多元发展。近年来，中医药在防治非典、禽流感和艾滋病方面发挥的独特作用也证实了二者的有机结合，具有肯定的临床疗效。编辑本段东西方医学交融（传染病丙肝乙肝甲肝）不管是中医学还是西医学，从二者现有的思维方式的发展趋势来看，均是走向现代系统论思维，中医药学理论与现代科学体系之间具有系统同型性，属于本质相同而描述表达方式不同的两种科学形式。可望在现代系统论思维上实现交融或统一，（高血压心脏病糖尿病）成为中西医在新的发展水平上实现交融或统一的支撑点，希冀籍此能给中医学以至生命科学带来良好的发展机遇，进而对医学理论带来新的革命。编辑本段现代中医史（肿瘤癌症胃癌肠癌肺癌）上个世纪末,本世纪初，1996年,清华学界对中医气本质，经络实质，阴阳，五行，藏象，中医哲学观等都有了新的全面整体创造性的认识和解说。如，邓宇等发现的:气是流动着的‘信息－能量－物质’的混合统一体；（传染病丙肝乙肝甲肝）分形分维的经络解剖结构；数理阴阳；中医分形集：分形阴阳集－阴阳集的分形分维数，五行分形集－五行集的分维数；分形藏象五系统－暨心系统、肝系统、脾系统、肺系统、肾系统；中医三个哲学观－新提出的第三哲学观：相似观－分形论等。（肺血液血小板红血球白血球）还包括近代针灸经络的发展史,近代中医气的进展简史,中西医结合史,中医中药史等.古代(经典)中医史（肿瘤癌症胃癌肠癌肺癌）中国的中医学起源于三皇五帝时期，相传伏羲发明了（传染病丙肝乙肝甲肝）针灸并尝试草药。在公元前3000多年，中国的轩辕黄帝写下了人类第一部医学著作——《祝由科》，后世人在这部医药著作的基础上不断增补删改，逐渐形成了后来的《黄帝内经》和《黄帝外经》，并由祝由科里将纯粹的医药分离了出来，形成了后来的中医学。而其中的《黄帝内经》则在世界上（高血压心脏病糖尿病）第一个提出了“不治已病治未病”这一防病养生保健康的预防医学观点。（肺炎青霉素肝炎）轩辕黄帝早在周代(公元前1046年（肺血液血小板红血球白血球）－公元前771年)就建立了世界上第一个医院和医疗制度，周代的医疗机构设有医师、上士、下士、府（管药库）、史（管记录）、徒若干人。下面又分食医（管饮食卫库）、疾医（内科）、疡医（外科）、兽医四种，这是世界上最早的医学分科。医师总管医药行政，并在年终对医生进行考核；《周礼》记载“岁冬则稽其事，以制其食”，就是说，医生每年都要通过年终考核增减俸禄。（传染病丙肝乙肝甲肝）当时的患者已经分科治疗，而且建立病历。（高血压心脏病糖尿病）“死终则各书其所以，而入于医师”，（肺血液血小板红血球白血球）规定在死者病历上要写明死因，然后送交医师存档，以便总结医疗经验，提高医疗技术。这也是世界上最早的病历制度。在春秋战国（公元前770年－前221年）时期名医辈出，（肺血液血小板红血球白血球）秦国有名医医缓，齐国有长桑和他的徒弟扁鹊。扁鹊发明了中医独特的辨证论治，并总结为“四诊”方法，即“望、闻、问、切”。扁鹊看病行医有“六不治”原则：一是依仗权势，骄横跋扈的人不治；（肺血液血小板红血球白血球）二是贪图钱财，不顾性命者不治；三是暴饮暴食，饮食无常者不治；四是病深不早求医者不治；五是身体虚弱不能服药者不治；六是相信巫术不相信医道者不治。后世则尊称他为神医扁鹊。春秋战国时流行的主要医学著作有《黄帝内经》、（高血压心脏病糖尿病）《黄帝外经》、《扁鹊内经》、《扁鹊外经》、《白氏内经》、《白氏外经》和《旁篇》这七本，（传染病丙肝乙肝甲肝）合成“七经”。（肺炎青霉素肝炎）在秦朝（公元前221年—公元前207年）出现了世界上最早的专门法医——"令史"。秦律规定，死因不明的案件原则上都要进行尸体检验，司法官如果违法不进行检验，将受到处罚。秦代的《封诊式》对法医鉴定的方法、程序等有较为详细的记载。在人命案件中，鉴定检验的主要内容有尸体的位置、创伤的部位、数量、方向以及大小等。（肺血液血小板红血球白血球）令史检验完成之后，必须提交书面报告，称为“爰书”，是世界上最早的法医鉴定和现场勘察报告。秦代还在世界上第一个建立传染病医院——“疠迁所”，（高血压心脏病糖尿病）并制定了最早的治疗传染病的隔离制度。据1975年湖北省云梦睡虎地出土秦简中记载：当时规定，凡经医生在给病人检查后发现有鼻梁塌陷、手上无汗毛、声音沙哑、刺激鼻腔不打喷嚏等症状者，一律送至疠迁所隔离治疗。（传染病丙肝乙肝甲肝）这说明中国古代对传染性疾病的治疗措施，很早就已经是得力有效的。到了西汉时期(公元前202年－公元8年)，中医的阴阳五行理论已经非常完备，名医则有太仓公淳于意和公乘阳庆。东汉出现了著名医学家张仲景和华佗。张仲景完善了中医的辨证理论，他还是世界上第一个临床医学大师，被尊称为医圣。他著有（高血压心脏病糖尿病）《伤寒论》《疗妇人方》、《黄素方》、《口齿论》、《平病方》等等医书，最终流传下来的医书被并被后人编纂为《伤寒杂病论》和《金匮要略》。张仲景采用辨证论治的基本原则，在《伤寒论》中归结为“八纲辨证”和“六经论治”，经由这两种方法辨证论治后，再采用“八法”（汗、吐、下、（传染病丙肝乙肝甲肝）和、温、清、补、消）治疗疾病。“八纲辨证”是书中贯彻辨证论治的具体原则，所谓“八纲”（阴、阳、表、里、寒、热、虚、实）是运用“四诊”（望、闻、问、切）分析和检查疾病的部位、性质而归纳出来，“六经论治”是整个脏腑经络学说在临床医学上的具体运用。东汉末年，华佗则以精通外科手术和麻醉名闻天下，华佗是世界上（高血压心脏病糖尿病）第一个使用麻醉术进行手术的人，他发明的麻沸散是世界上最早的麻醉药物，还创立了世界上最早的健身体操“五禽戏”。可惜华佗所著医书的（肺血液血小板红血球白血球）《青囊书》最后被付之一炬。在汉代，大量的医药和历算等书籍传入西藏（《西藏王统记》记载）。在汉代还出现了专门性的妇科医院，西汉时的“乳舍”，是世界上最早的妇产医院。（肺炎青霉素肝炎）南北朝时期(420年－589年)问世了世界上最早的两本儿科专著，即王末钞的《小儿用药本草》和徐叔响的《疗少小百病杂方》。南朝宋元嘉二十年(公元443年)