中医证本质研究与代谢组学技术:现状与思考(2)
时间:2015-10-12 08:49 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:张静;刘龙;颜新;岳 点击次数:
4 代谢组学用于证本质研究的现状
代谢组学技术作为系统生物学研究中相对成熟
和极为重要的手段,在进入国内后不久即被迅速用于中医证本质的研究。罗和古等[8]基于代谢组学的理念,提出“证是机体对体内外各种环境变化和致病因素作出反应的一种功能状态,其外候表现为一组有相互关联的症状和体征群,其本质是机体失衡而致的代谢或其网路的改变”。当前,人们主要从动物实验和临床观察两方面来进行中医证候的相关
研究。
4.1 基于动物造模相关证型的研究
4.1.1 肝气郁结证 徐舒等[11]采用慢性束缚的方法造成肝郁证大鼠模型,运用1 H-NMR技术对模型组和对照大鼠血清进行代谢组学分析。研究发现,模型组血清中葡萄糖和肌酸的含量明显偏高,而3-羟基丁酸、谷氨酰胺、磷脂酰胆碱、磷酸胆碱和不饱和脂肪酸的含量明显偏低,从而得出结论,这些差异小分子物质构成“肝郁证”的代谢标志物群,有助于阐释肝郁证的本质。王伟明等[12]则采用夹尾法制备肝气郁结证大鼠模型,对其尿液进行NMR检测后发现,模型组大鼠尿液与对照组相比,马尿酸、α-酮戊二酸、柠檬酸、异柠檬酸和乌头酸的含量减少,肌酸酐、丙酮、乙酸、肌酸、烟酸和5-羟基吲哚-3-乙酸含量则明显增加。陈斌等[13]也采用夹尾法建立肝气郁结证大鼠模型,并在造模成功后给予柴胡疏肝散干预。通过NMR检测发现,模型组大鼠尿液马尿酸、α-酮戊二酸、柠檬酸、异柠檬酸和乌头酸含量减少,肌酸酐、丙酮、乙酸、肌酸、烟酸和5-羟基吲哚-3-乙酸的含量显著升高;而在给予柴胡疏肝散灌胃干预后,治疗组大鼠尿液的肌酸、丙酮和肌酸酐含量明显减少,N-氧化三甲胺、氧化三甲胺与牛磺酸含量明显增加,提示柴胡疏肝散能够部分调控肝气郁结证异常的代谢产物,促使代谢表型向正常范围回归,对肝气郁结证大鼠代谢紊乱有一定的恢复作用。
4.1.2 心血瘀阻证 简维雄等[14]用结扎冠状动脉左前降支的方法制作了大鼠心血瘀阻模型,运用GC-MS进行血浆代谢组学研究,同时检测各组血液流变学指标。大鼠血浆样品散点图显示,模型组与空白对照组、养心通脉方组、假手术组完全分离;因子载荷图表明,乳酸、丙氨酸、缬氨酸、琥珀酸、苹果酸、硬脂酸、花生四烯酸含量明显增高,果糖含量明显降低;采用养心通脉方干预后其代谢物含量、血液流变学指标均有不同程度的回调。认为发生改变的上述8种代谢物与反映“血瘀”病理的血液流变学指标改变具有一致性,有可能作为心血瘀阻证的代谢性生物标志物。
4.1.3 气虚血瘀证 李林等[15]依据中医“劳则气耗”的理论,采用睡眠剥夺法制作大鼠气虚血瘀模型,利用NMR进行尿液代谢组学研究。结果显示,中西医结合学报2012年10月第10卷第10期 Journal of Chinese Integrative Medicine,October 2012,Vol.10,No.10 ·1071·模型组大鼠尿液的肌氨酸酐含量增加最为明显,可能预示着肾小管损伤和肾毒性的存在,提示气虚证可能与肾功能异常有着密切关系;同时,氧化三甲胺、柠檬酸、α-酮戊二酸、琥珀酸的含量变化可能预示着肾髓质毒性的存在。这与中医论述“劳则气耗”
所致的气虚血瘀证表现出的全身机能减退症状以及循环系统改变有一定的吻合之处。王勇等[16]通过在左冠状动脉前降支放置Ameroid缩窄环制备冠心病慢性心肌缺血小型猪模型,并结合宏观体征、冠状动脉造影和超声心动图等方法确立了气虚血瘀证,采用GC-MS和模式识别技术,分析冠心病心肌缺血气虚血瘀证模型与假手术组小型猪12周血浆的代谢物及相应代谢物谱群的变化。结果显示,在气虚血瘀证早期,氨基酸、糖代谢与脂类代谢紊乱,三者相互作用,引起能量代谢中三羧酸循环平衡被破坏,柠檬酸含量下降。这些病理改变可能进一步加重冠心病气虚血瘀证,其中柠檬酸、葡萄糖、硬脂酸、棕榈酸、甘油、醋酸等化合物的浓度变化较大,这些代谢物的变化模式有望成为临床诊疗冠心病气虚血瘀证的参考指标,并为研究证候的客观化提供新的思路。
4.1.4 肾阳虚证 Chen等[17]采用注射氢化可的松的方法制作大鼠肾阳虚证模型,运用GC-MS分析方法进行尿液代谢组学研究。与正常组相比,模型组体内代谢网络在代谢图上反映出不同于正常组的分布图谱。而经温阳中药肉苁蓉干预后的肾阳虚对照组的代谢图谱偏离模型组,回归至正常范围,呈现网络修复的结果,并接近于正常对照组。表明代谢组学通过研究体内代谢网络的相应变化及代谢物的差异,有望在中医证型研究上作为一种新的可“计量”的诊断或评价手段,对基于“辨证论治”的中药药效作用评价具有较大的应用价值。
4.1.5 肺热证 卢江等[18]以肺炎链球菌诱导肺热证候模型,运用超高压液相色谱-四级杆-飞行时间质谱对其尿液代谢组学进行检测。结果显示,模型组大鼠尿液的代谢轮廓发生改变,并且在得分图中代谢物组发生明显偏移。随着造模后所处时间段的不同,其代谢产物发生了一定的变化,分类趋势越加明显,在造模后第5天达到最大值。所得出的代谢组学研究结果与肺热证候的宏观体征及病理生化指标结果相符。
4.2 基于疾病的证本质研究
4.2.1 高血压病 蒋海强等[19]对17例Ⅱ级高血压病肝阳上亢证患者及8例健康志愿者的血清样本进行NMR分析发现,肝阳上亢证患者体内部分氨基酸代谢和葡萄糖代谢明显异于健康志愿者,这为理解高血压病肝阳上亢证的证候本质及该类病证的辅助诊断提供了依据。陆益红等[20]对32例健康人及33例原发性高血压病患者(其中肝火亢盛17例、痰湿雍盛8例及阴虚阳亢8例)的血清内源性代谢物进行GC-MS测定,健康人与高血压病患者的血清代谢物谱具有明显差异,进一步采用Mahalanobis距离判别法不仅可清晰区分3种不同证型的高血压,还能显示高血压的发展过程。
4.2.2 冠心病 简维雄等[21]采用GC-MS技术对6例冠心病心血瘀阻证患者、16例非心血瘀阻证患者及10例健康志愿者血浆代谢产物进行检测发现,花生四烯酸、硬脂酸、乳酸、尿素、柠檬酸、β-羟基丁酸、油酸、葡萄糖和丙氨酸为冠心病心血瘀阻证患者的血浆差异代谢产物,其不仅与脂质代谢、糖代谢相关,也与缺氧、剧痛引起的应激相关。张红栓等[22]对10例冠心病心绞痛痰浊证患者和10例血瘀证患者的血浆样本进行NMR检测,发现两组血浆样本中与能量代谢相关的代谢物差异显著。王广基等[23]采用气相色谱-飞行时间质谱(gas chromatography-timeof-flight/mass spectrometry,GC-TOF/MS)技术对29例冠心病痰阻心脉证患者、14例冠心病气阴两虚证患者及27例健康志愿者的血液样本进行检测。结果表明,两证型患者的多个内源性代谢物的含量存在明显差异,显示其与能量代谢、氨基酸代谢和核苷酸代谢异常相关;同时,利用偏最小二乘法判别分析(partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA)法建立的痰阻心脉证和气阴两虚证数学模型参数与临床中医症状分级量化指标具有显著的相关性,提示代谢组学所研究的体内小分子化合物可能正是中医分型的物质基础。华何与等[24]对18例健康人和18例冠心病心绞痛血瘀证患者(其中气滞血瘀证、心血瘀阻证和气虚血瘀证各6例)的血浆样本进行NMR检测,发现心绞痛血瘀证患者血浆的柠檬酸、琥珀酸、葡萄糖、乙酰糖蛋白、低密度脂蛋白、极低密度脂蛋白、3-羟基丁酸、谷氨酸、脯氨酸及亮氨酸含量较高,高密度脂蛋白、不饱和脂肪酸、苏氨酸、组氨酸含量则较低;进一步分析发现,气虚血瘀证组与其他两类血瘀证组代谢谱差别较大,而气滞血瘀证与心血瘀阻证两组间差异不明显,提示代谢组学方法对于研究冠心病心绞痛中医证候具有重要价值。朱萱萱等[25]对29例健康志愿者和90例不同证型冠心病患者(其中痰阻心脉型患者31例,气阴两虚型患者18例,气虚血瘀型患者29例及气滞血瘀型患者12例)的血清进行GC-TOF/MS检测,结合PLS-DA 法。结果表明,该方法不仅可有效区分疾病组和健康对照组,并能将男性患者中的·1072· 中西医结合学报2012年10月第10卷第10期 Journal of Chinese Integrative Medicine,October 2012,Vol.10,No.10气虚血瘀型和痰阻心脉型,女性患者中的气虚血瘀型、痰阻心脉型和气阴两虚型明显区分开来,提示基于GC-TOF/MS和模式识别的代谢组学技术在揭示传统中医理论本质上有着广泛的应用前景。
4.2.3 哮喘 严兴海等[26]对39例肾虚痰瘀型哮喘患者和40例健康人的血浆进行NMR检测,发现肾虚痰瘀型哮喘患者代谢产物标志物的产生不仅与气道炎症、气道超敏反应和气道重塑等哮喘病理生理变化密切相关,还与哮喘发作状态下机体的能量代谢改变有关,提示肾虚痰瘀型哮喘患者可能存在长期持续耗能与免疫功能紊乱的状态,而气道炎症持续刺激可能是导致这种状态的主要原因。这为进一步认识肾虚痰瘀型哮喘的微观物质基础、评价中医药对肾虚痰瘀型哮喘的干预效果提供了初步的证据。
4.2.4 其他病证 巴吐尔·买买提明等[27]通过对460例肿瘤患者(包括痰瘀证患者356例和非痰瘀证患者104例)和50名健康人的血浆进行NMR检测,发现肿瘤患者血浆中多种氨基酸水平显著下降,葡萄糖、糖蛋白、谷氨酰胺、鲨肌醇、乳酸、胆碱、肌酸水平也明显下降,甲酸、丙酮、乙酸、乙酰乙酸、丙酮酸、β-羟丁酸、肉碱、丙二酸、不饱和脂肪酸、极低密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇含量则明显升高。与非痰瘀证肿瘤患者比较,痰瘀证肿瘤患者血浆中亮氨酸、丙氨酸、瓜氨酸、酪氨酸、组氨酸、异亮氨酸、缬氨酸等多种氨基酸以及谷氨酰胺、肌醇、鲨肌醇、乳酸、肌酸等代谢物含量明显偏低,而丙酮、乙酰乙酸、不饱和脂肪酸、极低密度脂蛋白、α葡萄糖、β葡萄糖、糖蛋白等代谢物含量则明显升高,提示肿瘤患者体内脂肪代谢加强,多种氨基酸下降,细胞抗氧化能力下降,而痰瘀证肿瘤患者体内的代谢紊乱程度可能比非痰瘀证肿瘤患者更为严重。赵晓山等[28]采用病证结合的方法,以慢性胃炎和消化性溃疡患者为观察对象,应用NMR仪对19例脾气虚证患者、12例湿热蕴脾证患者及12例健康人的唾液进行检测发现,脾气虚证组患者唾液中谷氨酰胺、蔗糖、乳酸盐、苯丙氨酸的含量相对较高,湿热蕴脾组患者唾液中乙酸、丙酸盐、牛磺酸的含量相对较高。以上物质可作为脾气虚证、湿热蕴脾证的辨证参考指标,同时在一定程度上印证了中医“脾在液为涎”理论的科学性。
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