韓雅婷 郭淮蓮

（北京大學(xué)人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，北京100044）

偏頭痛 (migraine) 是一種發(fā)作性的頭痛疾患，其特征為反復(fù)發(fā)作、多呈單側(cè)、搏動(dòng)性的中重度頭痛，常伴有惡心、嘔吐、畏光、畏聲。世界衛(wèi)生組織2015 年全球疾病負(fù)擔(dān)調(diào)查的研究結(jié)果表明，偏頭痛是世界第7 位致殘性疾病，嚴(yán)重影響病人的生活質(zhì)量[1]。偏頭痛的發(fā)病機(jī)制尚不清楚，目前主要的發(fā)病機(jī)制學(xué)說(shuō)包括血管學(xué)說(shuō)、神經(jīng)學(xué)說(shuō)和三叉神經(jīng)血管學(xué)說(shuō)。遺傳、飲食、內(nèi)分泌及精神因素等與偏頭痛的發(fā)病有一定關(guān)系。目前仍缺乏特異性的生物標(biāo)志物輔助偏頭痛的診斷及治療。

既往有研究對(duì)偏頭痛病人組織、血液、腦脊液中的潛在生物標(biāo)志物進(jìn)行過(guò)探索，但研究結(jié)論不一致。篩選出特異性及敏感性較好的生物標(biāo)志物對(duì)偏頭痛病人的診斷及治療具有重要的作用。代謝組學(xué)作為一種研究生物系統(tǒng)內(nèi)小分子代謝物的新興技術(shù)，在發(fā)現(xiàn)特異性生物標(biāo)志物、研究疾病的病理生理機(jī)制方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)[2]，有助于為偏頭痛的診斷和治療提供新的思路與方法。目前國(guó)內(nèi)外偏頭痛的代謝組學(xué)研究比較了偏頭痛病人和正常對(duì)照組在氨基酸代謝、脂質(zhì)代謝等方面的差異，發(fā)現(xiàn)了多種差異代謝物，但尚未見系統(tǒng)的歸納分析。本文對(duì)偏頭痛的代謝組學(xué)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為今后偏頭痛的研究提供參考。

一、代謝組學(xué)

代謝組 (metabolome)是指一個(gè)細(xì)胞、組織或器官中所有代謝物的集合，包含一系列不同類型的小分子，通常分子量＜ 1000 Da，例如肽、碳水化合物、脂類、核酸等[2]。代謝物受到基因和蛋白的調(diào)控，因此其改變可放大基因或蛋白的微觀改變，直接反映機(jī)體內(nèi)已經(jīng)或正在發(fā)生的變化。代謝組學(xué) (metabolomics) 指對(duì)一個(gè)生物系統(tǒng)內(nèi)所有的小分子代謝物進(jìn)行定性和定量分析，可以檢測(cè)生物系統(tǒng)受刺激或擾動(dòng)后其代謝產(chǎn)物的變化。利用代謝組學(xué)，可以動(dòng)態(tài)跟蹤有機(jī)體代謝物的整體組成，辨識(shí)和解析研究對(duì)象的生理、病理狀態(tài)及其與環(huán)境因子、基因組成等的關(guān)系。

代謝組學(xué)的研究手段主要包括質(zhì)譜 (mass spectrometry, MS) 和磁共振 (nuclear magnetic resonance, NMR)。研究流程包括樣本前處理、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)分析、標(biāo)記物篩選和鑒定及標(biāo)記物解釋等。磁共振可在不破壞樣本的基礎(chǔ)上快速準(zhǔn)確分析，但缺點(diǎn)是不夠靈敏。質(zhì)譜技術(shù)包括氣相色譜-質(zhì)譜法(gas chromatographymass spectrometer, GC-MS)、液相色譜-質(zhì)譜法 (liquid chromatographymass spectrometer, LC-MS)。GC-MS 適用于分析小分子、熱穩(wěn)定性較好、易揮發(fā)、能氣化的代謝物。LC-MS適用于熱穩(wěn)定性差、不易揮發(fā)、不易衍生和分子質(zhì)量較大的代謝物，主要用于尿液、血液、血漿的分析。GC-MS 及LC-MS 均具有較高的分辨率和檢測(cè)靈敏度[3]。

二、代謝組學(xué)在偏頭痛研究中的應(yīng)用

1. 代謝組學(xué)在偏頭痛生物標(biāo)志物篩選中的應(yīng)用

偏頭痛迄今仍缺乏特異性的生物標(biāo)志物，目前已有一些研究報(bào)道偏頭痛病人組織、血液、腦脊液中的潛在生物標(biāo)志物，但研究結(jié)果不一致。因此篩選出特異性及敏感性較好的生物標(biāo)志物對(duì)偏頭痛病人的診斷及治療具有重要的作用。既往研究提到的潛在生物標(biāo)志物包括炎癥標(biāo)志物如白介素、C 反應(yīng)蛋白、基質(zhì)金屬蛋白酶-9 等，痛覺(jué)傳導(dǎo)神經(jīng)遞質(zhì)如降鈣素基因相關(guān)肽、垂體腺苷酸環(huán)化酶激活肽、5-羥色胺、食欲素等，氧化應(yīng)激相關(guān)分子如超氧化物歧化酶、NO 等[4]，以及瘦素、脂肪等其他分子。利用代謝組學(xué)方法，可以發(fā)現(xiàn)偏頭痛病人與健康對(duì)照者，或者不同類型偏頭痛以及偏頭痛不同時(shí)期的代謝譜差異，從而篩選出潛在的生物標(biāo)志物。

（1）偏頭痛的非靶向代謝組學(xué)研究進(jìn)展

非靶向代謝組學(xué)是對(duì)有機(jī)體內(nèi)源性代謝物的全面系統(tǒng)分析，可以獲取大量代謝物數(shù)據(jù)，從中發(fā)現(xiàn)差異代謝物。李慧等[5]應(yīng)用液相色譜-質(zhì)譜法 (LC-MS)對(duì)10 只偏頭痛模型大鼠及10 只正常對(duì)照組大鼠的血樣進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)兩組大鼠代謝物圖譜存在差異，模型組的代謝UPLC 圖出峰量明顯增多，正常組和模型組血漿均具有明顯的聚類作用，且有趨勢(shì)顯著的分類運(yùn)動(dòng)。模型組與正常對(duì)照組的荷載圖結(jié)合串聯(lián)質(zhì)譜結(jié)果顯示5-羥吲哚乙酸、3, 4-二羥苯乙二醇、磷脂酰膽堿為潛在的生物標(biāo)志物。李慧等[6]還對(duì)偏頭痛模型大鼠及正常對(duì)照組大鼠的尿液進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)與空白組相比，模型組的代謝圖譜中出峰量明顯增加?？瞻捉M樣本和模型組樣本具有一定的聚類作用，分類運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)明顯。從總體趨勢(shì)來(lái)看，相對(duì)于空白組，模型組的代謝特征有逐漸向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。對(duì)模型組樣本與空白組樣本所得的荷載圖進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)尿液中5-羥吲哚乙酸、1,3-二硝酸甘油、順烏頭酸及蘋果酸明顯增多。

Zielman 等[7]采集了偏癱型偏頭痛、無(wú)先兆偏頭痛、有先兆偏頭痛病人頭痛發(fā)作間期的腦脊液與正常對(duì)照組的腦脊液，利用定量1H-NMR 光譜技術(shù)，鑒定并定量分析了19 種代謝物，其中偏癱型偏頭痛病人腦脊液中2-羥基丁酸酯較健康對(duì)照者低。2-羥基丁酸酯是腦脊液的成分之一，有研究稱其在乳酸酸中毒及丙酸血癥病人腦脊液中有所升高，在早期2 型糖尿病病人尿液中也觀察到2-羥基丁酸酯水平的升高。大部分的2-羥基丁酸酯來(lái)自α-酮丁酸酯，其酶促轉(zhuǎn)化的方向取決于NADH2/NAD 比率，因此推測(cè)2-羥基丁酸酯水平的降低可能表明大腦中存在能量代謝異常。有先兆偏頭痛及無(wú)先兆偏頭痛病人與對(duì)照組代謝特征無(wú)明顯差異。

Ren 等[8,9]應(yīng)用液相色譜-質(zhì)譜法 (LC-MS) 對(duì)20 例無(wú)先兆偏頭痛病人及20 例健康對(duì)照者的血清標(biāo)本進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)偏頭痛病人與健康對(duì)照者的代謝特征存在明顯差異，10 種血清代謝物在偏頭痛病人中顯著降低，包括5-羥色胺和9 種氨基酸。通路分析和富集分析表明在偏頭痛病人中，色氨酸代謝（5-羥色胺代謝）、精氨酸和脯氨酸代謝以及氨酰-tRNA 生物合成是三個(gè)改變最明顯的通路。ROC 曲線分析表明糖基-1-脯氨酸、N-甲基-DL-丙氨酸和蛋氨酸是偏頭痛潛在的敏感而特異的生物標(biāo)志物，且其特異性可能比偏頭痛的傳統(tǒng)生物標(biāo)志物5-羥色胺更強(qiáng)。該團(tuán)隊(duì)還對(duì)偏頭痛病人和健康對(duì)照者的血清脂質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)29種血清代謝物存在顯著差異，它們屬于4 類脂質(zhì)，包括?；鈮A、非α-羥基鞘氨醇神經(jīng)酰胺 (Cer_NSs)、溶血磷脂酰膽堿(lysoPC)和溶血磷脂酰乙醇胺 (lysoPEs)。在偏頭痛病人中，Cer_NSs 顯著升高而lysoPEs 顯著降低。ROC 曲線分析表明 lysoPC 16:0 和lysoPC 20:0 是偏頭痛潛在的生物標(biāo)志物。

Onderwater 等[10]利用1H-NMR 代謝組學(xué)平臺(tái)，對(duì)荷蘭的2800 位偏頭痛病人及7353 位健康對(duì)照者的血漿樣本進(jìn)行分析，定量分析了146 種代謝物及79 種代謝物比值，包括脂肪酸、脂質(zhì)及載脂蛋白等。與對(duì)照組相比，偏頭痛病人載脂蛋白A1 的水平降低、高密度脂蛋白 (HDL) 中游離膽固醇/總膽固醇比值降低。另外，在男性受試者中，偏頭痛病人的ω-3脂肪酸水平降低。從而推測(cè)高密度脂蛋白的代謝可能與偏頭痛相關(guān)。

（2）偏頭痛的靶向代謝組學(xué)研究進(jìn)展

靶向代謝組學(xué)是針對(duì)特定一類代謝物的研究分析，例如磷脂、膽汁酸等，相對(duì)于非靶向代謝組學(xué)篩選范圍較小，但更有針對(duì)性，其重復(fù)性和敏感性也有提高。Curto 等[11]應(yīng)用液相色譜/串聯(lián)質(zhì)譜 (LC-MS/MS) 檢測(cè)了119 例慢性偏頭痛病人以及84 例健康對(duì)照者血清樣本中的犬尿氨酸代謝產(chǎn)物水平，發(fā)現(xiàn)慢性偏頭痛病人血清中的L-犬尿氨酸(KYN)、犬尿酸 (KYNA)、3-羥犬尿氨酸(3-HK)、3-羥基鄰氨基苯甲酸 (3-HANA)、5-羥基吲哚乙酸(5-HIAA) 以及喹啉酸 (QUINA) 的水平顯著降低。相反地，慢性偏頭痛病人血清中的色氨酸 (Trp)、鄰氨基苯甲酸 (ANA) 以及黃尿酸 (XA) 顯著升高。從而推測(cè)KYNA 可以通過(guò)抑制NMDA 受體的激活對(duì)偏頭痛起保護(hù)作用。

以上研究主要探究了偏頭痛病人與健康對(duì)照者的代謝物差別，通過(guò)代謝組學(xué)還可以探究偏頭痛不同的疾病特征導(dǎo)致代謝物的改變。Dehghan 等[12]利用1H-MRS 技術(shù)，研究了15 例無(wú)先兆偏頭痛病人和16 例健康對(duì)照者的枕葉神經(jīng)化學(xué)代謝產(chǎn)物的變化。與對(duì)照組相比，偏頭痛病人的平均N-乙酰天門冬氨酸(N-acetylaspartate, NAA)/肌酸(creatine, Cr)比值顯著降低，膽堿(choline, Cho)/肌酸和肌醇(myo-inositol, MI)/NAA/比值顯著增加。另外，偏頭痛的持續(xù)時(shí)間及發(fā)作頻率與NAA/Cr 比值的降低和Cho/Cr 比值的增加顯著相關(guān)。

2. 代謝組學(xué)在偏頭痛發(fā)病機(jī)制研究中的應(yīng)用

代謝組學(xué)揭示了偏頭痛病人不同于健康對(duì)照者的代謝物變化，為偏頭痛發(fā)病機(jī)制的研究提供了新的思路和方法。

偏頭痛的發(fā)病機(jī)制目前尚不清楚，目前主要有以下幾種學(xué)說(shuō)：血管學(xué)說(shuō)、神經(jīng)學(xué)說(shuō)、三叉神經(jīng)血管學(xué)說(shuō)。血管學(xué)說(shuō)認(rèn)為偏頭痛是由血管舒縮功能障礙引起，顱內(nèi)血管收縮引起偏頭痛先兆癥狀，隨后顱外、顱內(nèi)血管擴(kuò)張導(dǎo)致搏動(dòng)性頭痛產(chǎn)生。目前也有觀點(diǎn)認(rèn)為血管擴(kuò)張只是偏頭痛發(fā)生的伴隨現(xiàn)象，而非必要條件。神經(jīng)學(xué)說(shuō)認(rèn)為偏頭痛是原發(fā)性神經(jīng)功能紊亂性疾病，偏頭痛先兆是由皮質(zhì)擴(kuò)散性抑制(cortical spreading depressing, CSD) 引起。CSD 是指各種有害刺激引起的起源于大腦后部皮質(zhì)（枕葉）的神經(jīng)電活動(dòng)抑制帶，以每分鐘2～5 mm 的速度向鄰近皮質(zhì)擴(kuò)展，并伴隨出現(xiàn)擴(kuò)展性血量減少，CSD能很好地解釋偏頭痛先兆癥狀[13]。三叉神經(jīng)血管學(xué)說(shuō)近年來(lái)受到廣泛重視，顱內(nèi)痛覺(jué)敏感組織的周圍神經(jīng)纖維隨三叉神經(jīng)眼支進(jìn)入三叉神經(jīng)節(jié)，然后進(jìn)入三叉神經(jīng)頸復(fù)合體，換元后發(fā)出神經(jīng)纖維，經(jīng)腦干交叉后投射至丘腦，丘腦將感覺(jué)信息繼而投射至皮層[14]。同時(shí)可能由于遺傳因素所致內(nèi)源性痛覺(jué)調(diào)制系統(tǒng)下行通路功能存在缺陷，引起P 物質(zhì)、降鈣素基因相關(guān)肽和其他神經(jīng)肽釋放增加，作用于腦血管壁，引起血管擴(kuò)張而出現(xiàn)搏動(dòng)性頭痛，還可使血管通透性增加，血漿蛋白滲出，產(chǎn)生無(wú)菌性炎癥，刺激痛覺(jué)傳入纖維。除了上述幾種學(xué)說(shuō)之外，代謝組學(xué)研究為偏頭痛發(fā)病機(jī)制提示了新的線索。

（1）NMDA 受體的激活可能是偏頭痛的發(fā)病機(jī)制

天門冬氨酸 (NMDA) 受體是一種離子通道型谷氨酸受體，其激活在偏頭痛的發(fā)病機(jī)制如三叉神經(jīng)血管系統(tǒng)激活、皮層擴(kuò)散性抑制中起到重要作用。通過(guò)代謝組學(xué)，可以發(fā)現(xiàn)與NMDA 受體結(jié)合的神經(jīng)遞質(zhì)及其代謝物的變化，從而推測(cè)NMDA 受體的激活可能是偏頭痛的發(fā)病機(jī)制。Curto 等[11]應(yīng)用液相色譜/串聯(lián)質(zhì)譜 (LC-MS/MS) 檢測(cè)了119 例慢性偏頭痛病人以及84 例健康對(duì)照者血清樣本中的犬尿氨酸代謝產(chǎn)物水平，發(fā)現(xiàn)慢性偏頭痛病人血清中的L-犬尿氨酸(KYN)、犬尿酸 (KYNA)、3-羥犬尿氨酸(3-HK)、3-羥基鄰氨基苯甲酸 (3-HANA)、5-羥基吲哚乙酸(5-HIAA) 以及喹啉酸 (QUINA) 的水平顯著降低。相反地，慢性偏頭痛病人血清中的色氨酸(Trp)、鄰氨基苯甲酸 (ANA) 以及黃尿酸 (XA) 顯著升高。這些發(fā)現(xiàn)提示在偏頭痛的發(fā)病機(jī)制中，KYN單向代謝為ANA，消耗了KYNA 和3-HK。KYNA是NMDA 受體甘氨酸位點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)性拮抗劑，在偏頭痛實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的模型中，KYN 或KYNA 的合成類似物可以抑制三叉神經(jīng)節(jié)的激活，還可以抑制CSD的擴(kuò)展和血腦屏障通透性的變化，因此KYNA 可以通過(guò)抑制NMDA 受體的激活而對(duì)偏頭痛起保護(hù)作用，其水平的降低與偏頭痛的NMDA 受體過(guò)激活假說(shuō)一致。

（2）谷氨酸神經(jīng)傳導(dǎo)受損參與了偏頭痛的發(fā)生及其慢性化

通過(guò)代謝組學(xué)，可以發(fā)現(xiàn)偏頭痛病人谷氨酰胺、谷氨酸及其代謝產(chǎn)物的差異，從而推測(cè)谷氨酸神經(jīng)傳導(dǎo)受損參與了偏頭痛的發(fā)生及其慢性化。Prescot 等[15]利用質(zhì)子磁共振波譜 (proton magnetic resonance spectroscopy,1H-MRS) 技術(shù)，比較了偏頭痛病人頭痛發(fā)作間期與年齡匹配的正常對(duì)照組前扣帶回和島葉的生化差異，方差分析顯示病人與正常對(duì)照者之間無(wú)明顯代謝物差異，線性判別分析提示兩組間前扣帶回與島葉的N-乙?；於彼峁劝彼?(NAAG) 和谷氨酰胺 (Gln) 存在差異。NAAG 是哺乳動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)中最豐富的肽類神經(jīng)遞質(zhì)，在神經(jīng)元內(nèi)NAAG 合成酶的催化下，以N-乙酰天冬氨酸和谷氨酸為原料合成，NAAG 還是脊椎動(dòng)物腦內(nèi)滲透壓的主要來(lái)源之一。谷氨酰胺在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中由谷氨酸和氨通過(guò)谷氨酰胺合成酶合成，后釋放入細(xì)胞外基質(zhì)，再運(yùn)輸進(jìn)入神經(jīng)元，通過(guò)谷氨酰胺酶轉(zhuǎn)化為谷氨酸。再生的谷氨酸包裝并儲(chǔ)存在囊泡內(nèi)或者整合入NAAG，在興奮性神經(jīng)傳導(dǎo)中起到了直接的作用。該研究發(fā)現(xiàn)的NAAG 及谷氨酰胺的差異間接反映了儲(chǔ)存形式的谷氨酸水平的差異，從而推測(cè)興奮性氨基酸神經(jīng)遞質(zhì)及其衍生物的改變可能是偏頭痛病人偏頭痛敏感性降低或慢性偏頭痛的原因。Dichgans 等[16]研究了來(lái)自三個(gè)家族性偏癱型偏頭痛 (familial hemiplegic migraine, FHM) 家系的15 名CACNA1A 突變基因攜帶者及17 名健康對(duì)照者，利用1H-MRS 技術(shù)對(duì)比兩組小腦及已知參與偏頭痛先兆傳播的皮質(zhì)區(qū)域的代謝變化。與對(duì)照組相比，F(xiàn)HM 病人小腦上蚓部的腦實(shí)質(zhì)分?jǐn)?shù)、N-乙酰天門冬氨酸和谷氨酸水平顯著降低，肌醇水平顯著升高，而幕上區(qū)域未發(fā)現(xiàn)明顯代謝物差異。其中腦實(shí)質(zhì)分?jǐn)?shù)和N-乙酰天門冬氨酸水平與小腦評(píng)分（尤其是步態(tài)共濟(jì)失調(diào)）顯著相關(guān)。結(jié)果表明，F(xiàn)HM 病人小腦上蚓部存在區(qū)域性神經(jīng)元損傷，局部萎縮與N-乙酰天門冬氨酸水平相關(guān)，谷氨酸水平的降低可能部分反映了谷氨酸神經(jīng)傳導(dǎo)受損，研究結(jié)果可能對(duì)監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展有所幫助。

（3）偏頭痛病人存在神經(jīng)活動(dòng)的增加，以進(jìn)行內(nèi)源性神經(jīng)保護(hù)和滲透調(diào)節(jié)

通過(guò)代謝組學(xué)，可以發(fā)現(xiàn)偏頭痛病人能量代謝物的異常，從而推測(cè)偏頭痛病人存在神經(jīng)活動(dòng)的增加，以進(jìn)行內(nèi)源性神經(jīng)保護(hù)和滲透調(diào)節(jié)。Abad 等[17]以雄性大鼠腹腔內(nèi)注射硝酸甘油法制作偏頭痛模型，以生理鹽水作為對(duì)照組，采用選擇性弛豫增強(qiáng)磁共振光譜 (relaxation-enhanced MR spectroscopy, RE-MRS)序列，對(duì)比兩組的代謝差異。注射硝酸甘油后10分鐘，偏頭痛模型小鼠的乳酸水平較基線及對(duì)照組顯著增高。注射硝酸甘油后2 小時(shí)，對(duì)照組的?；撬崴竭M(jìn)行性下降，而偏頭痛模型組仍升高。與對(duì)照組相比，偏頭痛模型組的總肌酸水平隨時(shí)間顯著下降，而甘氨酸、谷氨酸及谷氨酰胺水平隨時(shí)間升高。乳酸的升高和總肌酸的下降提示神經(jīng)活動(dòng)增加以及糖酵解的改變，這種現(xiàn)象可能與跨神經(jīng)元細(xì)胞膜的鈉離子梯度改變以及Na+-K+-ATP 酶活性的增加相一致。?；撬崴降娘@著增加可能是內(nèi)源性神經(jīng)保護(hù)和滲透調(diào)節(jié)以維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的結(jié)果。偏頭痛模型組代謝譜的變化與神經(jīng)活動(dòng)及血管舒張的早期變化一致，也與神經(jīng)保護(hù)和滲透調(diào)節(jié)的逐步增強(qiáng)一致。

3. 代謝組學(xué)在偏頭痛治療中的應(yīng)用

目前偏頭痛的治療主要包括發(fā)作期的治療，例如非甾體抗炎藥、麥角類制劑和曲普坦類藥物，以及預(yù)防性治療（如鈣離子拮抗劑、β 受體阻滯劑、抗驚厥藥等）。在外源性藥物的作用下，機(jī)體的代謝物水平會(huì)發(fā)生改變，利用代謝組學(xué)方法，可以發(fā)現(xiàn)藥物作用下機(jī)體代謝水平的變化，從而探索藥物對(duì)偏頭痛的影響，以闡明藥物的作用機(jī)制，同時(shí)也可以對(duì)偏頭痛的治療進(jìn)行療效評(píng)估及預(yù)測(cè)，為偏頭痛的個(gè)體化、精準(zhǔn)化治療提供幫助。

（1）鹽酸氟桂利嗪可能通過(guò)影響能量代謝、氨基酸代謝預(yù)防偏頭痛

王清清等[18]采用皮下注射硝酸甘油制備偏頭痛大鼠模型，利用GC-TOF-MS 分析正常組、模型組及鹽酸氟桂利嗪干預(yù)組各組大鼠血清及三叉神經(jīng)頸髓復(fù)合體 (trigeminocervical complex, TCC) 部位的代謝狀態(tài)，與模型組相比，鹽酸氟桂利嗪組血清中 L-天冬酰胺、5-甲氧基色胺、α-乳糖等代謝物及腦組織 TCC 部位中磷酸乙醇酸、肌苷、甘油酸、D-葡萄糖等代謝物發(fā)生改變，主要涉及能量代謝通路、氨基酸代謝通路等，由此推測(cè)鹽酸氟桂利嗪可能通過(guò)影響能量代謝、氨基酸代謝等改善硝酸甘油致偏頭痛模型大鼠的代謝紊亂。

（2）大川芎方(DCXF)可能通過(guò)促進(jìn)三叉神經(jīng)頸復(fù)合體和血清的谷氨酸循環(huán)，以及回調(diào)偏頭痛組的氨基酸代謝，起到治療偏頭痛的作用

Ni 等[19]采用硝酸甘油皮下注射構(gòu)建偏頭痛大鼠模型，在不同時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)谷氨酸代謝變化及整體代謝狀況，探討DCXF 治療偏頭痛的作用機(jī)制，采用GC-TOF-MS 技術(shù)，檢測(cè)在建?；蚪o藥后30 分鐘、60 分鐘及90 分鐘后獲取的血樣和三叉神經(jīng)頸復(fù)合體樣品，結(jié)果表明DCXF 可以改善偏頭痛模型大鼠血清和三叉神經(jīng)頸復(fù)合體的代謝狀況，并顯示出治療的時(shí)間趨勢(shì)，主要與氨基酸代謝有關(guān)（谷氨酸、天冬氨酸和丙氨酸代謝）。另外，該研究還應(yīng)用Western Blot 及RT-PCR 技術(shù)檢測(cè)了與谷氨酸代謝相關(guān)的蛋白質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的mRNA，發(fā)現(xiàn)在給藥后60分鐘和90 分鐘，DCXF 可以增加谷氨酰胺合成酶的表達(dá)，在給藥后90 分鐘，DCXF 可以增加興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體-1 (EAAT1)的表達(dá)。從而推論DCXF 可以增加谷氨酰胺合成酶及EAAT1 的表達(dá)，從而促進(jìn)三叉神經(jīng)頸復(fù)合體及血清的谷氨酸循環(huán)，起到治療偏頭痛的作用。馬詩(shī)瑜等[20]同樣采用皮下注射硝酸甘油制備急性偏頭痛大鼠模型，利用UPLC-TOF/MS 結(jié)合主成分分析，對(duì)正常組、模型組和大川芎方多組分中藥制劑低、中、高劑量組 (0.19、0.37、0.74 g·kg-1) 進(jìn)行尿液代謝組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)了10 種潛在的差異代謝物，大川芎方多組分中藥制劑給藥組可降低模型組中色氨酸、纈氨酸的含量，升高γ-氨基丁酸 、乳酸、β-羥丁酸的含量。根據(jù)代謝通路預(yù)測(cè)研究，發(fā)現(xiàn)相關(guān)性較大的代謝通路為丙氨酸、天冬氨酸與谷氨酸代謝、丙酸代謝、氮代謝及色氨酸代謝，由此推測(cè)大川芎方多組分中藥制劑對(duì)急性偏頭痛大鼠模型體內(nèi)的差異代謝物有一定回調(diào)作用，其主要通過(guò)氨基酸代謝起到治療作用。

（3）正天丸可能通過(guò)糾正神經(jīng)細(xì)胞信息傳遞紊亂及提高疼痛閾值起到治療偏頭痛的作用

李慧等[21]采用皮下注射硝酸甘油制備偏頭痛大鼠模型，利用UPLC-Q-TOF/MS 分析模型組及正天丸干預(yù)組各組大鼠的血漿代謝譜，初步篩選出磷脂酰膽堿、3,4-二羥苯乙二醇以及未確定化合物（質(zhì)荷比為312.32）三種差異代謝物。磷脂酰膽堿的差異提示正天丸可能存在糾正神經(jīng)細(xì)胞傳遞紊亂的作用。3,4-二羥苯乙二醇是去甲腎上腺素的重要代謝產(chǎn)物之一，提示正天丸可能通過(guò)提高疼痛閾值起到止痛作用。

（4）天麻鉤藤飲 (gastrodia-uncaria, GU) 可能通過(guò)調(diào)節(jié)腸道微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能起到治療偏頭痛的作用

Wen 等[22]采用皮下注射硝酸甘油制備偏頭痛大鼠模型，通過(guò)16S rRNA 測(cè)序和LC/MS 技術(shù)，分析了正常對(duì)照組、偏頭痛組及GU 給藥組腸道微生物群落結(jié)構(gòu)和血漿代謝組學(xué)的差異，并進(jìn)行了血漿生物標(biāo)志物與腸道菌群的相關(guān)性分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)照組與偏頭痛組的腸道微生物結(jié)構(gòu)和功能存在差異，GU 干預(yù)后，偏頭痛組腸道微生物的失調(diào)得以改善，其血漿代謝產(chǎn)物的變化與腸道菌群的變化是一致的，主要涉及的代謝通路包括色氨酸代謝、精氨酸和脯氨酸代謝、煙酸和煙酰胺代謝，以及酪胺酸代謝。該研究還進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，通過(guò)熱痛覺(jué)過(guò)敏實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了GU 可以提高偏頭痛模型大鼠的熱閾值，同時(shí)檢驗(yàn)了4 種與偏頭痛相關(guān)的血漿生化指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，偏頭痛組的NO、CGRP及ET 水平升高，5-羥色胺水平降低，而GU 給藥后，這4 種生化指標(biāo)與對(duì)照組無(wú)顯著性差異。證實(shí)了GU 治療對(duì)偏頭痛有效，并推測(cè)食物或天然藥物可以通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群，影響腦-腸軸，從而對(duì)偏頭痛起到治療作用。

三、小結(jié)

偏頭痛作為一種致殘性疾病，嚴(yán)重影響病人生活質(zhì)量，目前仍缺乏特異性生物標(biāo)志物指導(dǎo)診斷及治療。代謝組學(xué)作為后基因時(shí)代一種新興的臨床研究手段，可以為尋找偏頭痛潛在的生物標(biāo)志物、探索偏頭痛的發(fā)病機(jī)制、尋找新的治療靶點(diǎn)提供新的有效手段。但目前代謝組學(xué)也存在一些不足。機(jī)體作為一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境，代謝物易受到多種因素的影響，如食物、藥物、環(huán)境、樣本保存條件及并存疾病等，如何消除混雜因素對(duì)代謝物的影響是今后代謝組學(xué)需解決的難題。另外，代謝組學(xué)雖然可以檢測(cè)到眾多的潛在生物標(biāo)志物，但其應(yīng)用到臨床還需要長(zhǎng)時(shí)間的驗(yàn)證，未來(lái)還需期待實(shí)驗(yàn)分析技術(shù)的進(jìn)步，使我們能夠更好地利用代謝組學(xué)方法對(duì)疾病進(jìn)行研究。代謝組學(xué)作為一種簡(jiǎn)單無(wú)創(chuàng)的檢查，今后可在大樣本中探索，還可進(jìn)一步進(jìn)行組織、細(xì)胞代謝組學(xué)研究，并聯(lián)合蛋白組學(xué)、基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)等技術(shù)，更系統(tǒng)、更全面地解釋偏頭痛的發(fā)病機(jī)制。目前代謝組學(xué)在偏頭痛治療中的研究較少，且多為中藥制劑，今后可利用代謝組學(xué)技術(shù)進(jìn)一步探究曲普坦類、托吡酯等藥物對(duì)偏頭痛的治療機(jī)制。期待隨著代謝組學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的改進(jìn)，其在偏頭痛的研究中發(fā)揮更為重要的作用。