潘媛媛，唐志宇，王德群，何轉(zhuǎn)為，曹文富

（1.重慶醫(yī)科大學2019級碩士研究生，重慶 402160；2.重慶醫(yī)科大學附屬永川中醫(yī)院，重慶 402160；3.重慶醫(yī)科大學中醫(yī)藥學院，重慶 401331）

隨著社會發(fā)展和空氣污染，肺系疾病發(fā)病率逐年上升［1］，臨床表現(xiàn)多為咳嗽、咳痰、喘息、鼻塞、流涕等，且大部分為慢性疾病，病情纏綿、反復且不易根治，嚴重降低患者生活質(zhì)量［2］?，F(xiàn)代醫(yī)學針對慢性肺部系統(tǒng)疾病主要予以對癥治療，因抗生素的不合理使用及耐藥菌問題日益嚴重，使得臨床治療頗為棘手。而中國傳統(tǒng)醫(yī)學在診療方面積累了豐富的經(jīng)驗，具有獨到的優(yōu)勢，運用經(jīng)方屢獲奇效。但中醫(yī)證型劃分往往缺乏客觀的依據(jù)［3］，難以用現(xiàn)代醫(yī)學單一指標或指標的簡單疊加解釋，加之中藥復方多靶點的特點，藥物具體的作用機制難以明確，由此妨礙了中醫(yī)藥現(xiàn)代化的進程。因此，建立中醫(yī)學與現(xiàn)代醫(yī)學之間的橋梁顯著尤為重要。代謝組學通過分析生命調(diào)控末端的代謝產(chǎn)物，“自下而上”的評估特定時間內(nèi)機體功能狀態(tài)及其變動，從微觀反證宏觀，進而揭示出疾病的證本質(zhì)及藥物作用機制。

1 代謝組學技術(shù)

代謝組學是從整體出發(fā)，通過高通量檢測技術(shù)，依據(jù)代謝產(chǎn)物差別對全部代謝物進行定性或定量剖析，從而反映機體在外界因素影響下的變化規(guī)律［4］。目前代謝組學常用的分析工具有4種：氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）、液相色譜-質(zhì)譜（LC-MS）、超高效液相色譜-質(zhì)譜（UPLC-MS）、和核磁共振（NMR）［5］。常見分析樣本包括血漿、尿液、痰液、組織和細胞。

2 肺系疾病常見證型的代謝組學研究

中醫(yī)認為“有諸內(nèi)必形諸外”，通過望、聞、問、切四診觀察表現(xiàn)于外的宏觀征象，以判定機體所產(chǎn)生的變化從而辨證。肺系疾病臨床上常見證型包括風寒襲肺、風熱犯肺、寒痰阻肺、痰熱郁肺、肺氣虛、肺陰虛等諸多證型。每種證型都是某一階段主要矛盾的病理概況，可反映當前體內(nèi)陰陽、氣血、津液盛衰的情況。根據(jù)辨證分型施以對應(yīng)的治法方藥，療效頗佳。代謝組學研究機體所產(chǎn)生的綜合變化，與中醫(yī)整體觀念不謀而合［6］，目前研究者常采用代謝組學技術(shù)來尋找與證候密切相關(guān)的生物標志物，探尋不同證候的客觀物質(zhì)基礎(chǔ)，以期實現(xiàn)辨證的科學化。

風寒郁肺證。任靖等［7］利用GC-MS對風寒郁肺證病毒性肺炎患兒及健康兒童血清進行研究，發(fā)現(xiàn)風寒郁肺證患兒血清中多種有機酸、氨基酸上調(diào)，尤其是天冬氨酸和支鏈氨基酸（BCAAs，包括亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸）；棕櫚酸甘油單酯、羥基乙酸、氨基丁酸等下調(diào)，主要涉及丙氨酸、牛膽酸、氨基乙酸、氨酰tRNA合成和賴氨酸降解等代謝異常。另一項研究［8］比較了毛細支氣管炎痰熱閉肺證、風熱閉肺證的尿液代謝特征，結(jié)果顯示二者之間13種代謝物存在統(tǒng)計學差異，說明證型之間的代謝途徑變化不同。

風熱閉肺證。陳超等［9］采用液質(zhì)聯(lián)用法研究了毛細支氣管炎風熱閉肺證，研究顯示，與健康兒童血清樣本相比，疾病組機體內(nèi)左旋纈氨酸、左旋天冬氨酸、左旋谷氨酰胺、左旋天冬酰胺、尿素、2氨-咪唑、D-甘露糖、D-果糖有著明顯差異，這有利于揭示毛細支氣管炎風熱閉肺證侯本質(zhì)。

痰熱郁肺證。楊秀云等［10］采用1HNMR技術(shù)對痰熱壅肺型AECOPD患者治療前后血清進行分析，發(fā)現(xiàn)治療前存在能量代謝紊亂（乙酰甲酸、3-羥基丁酸水平明顯升高）及蛋白質(zhì)代謝紊亂（谷氨酸、谷氨酰氨、賴氨酸水平增加，而支鏈氨基酸、組氨酸水平明顯降低。孫璦［11］運用UPLC-MS技術(shù)發(fā)現(xiàn)，血清中有50種小分子差異代謝物可用于區(qū)分痰熱壅肺證與非痰熱壅肺證，標記物集中表現(xiàn)在7條代謝通路，包括亞油酸代謝、甘油磷脂代謝和鞘脂代謝等。陶嘉磊等［12］基于LC-MS分析發(fā)現(xiàn)，非痰熱阻肺證哮喘患者尿中存在38個差異代謝物，其中多種有機酸、氨基酸（甲硫氨酸、丁二酸、肌酸、甲酰犬尿氨酸、環(huán)腺苷酸等）及各種脂類、酮類的含量增加，而羥基吲哚乙醛的含量卻減少，主要涉及色氨酸代謝、賴氨酸降解等5條代謝途徑。

痰濁壅肺證。張瑞等［13］利用代謝組學技術(shù)探討痰濁壅肺型AECOPD患者血清代謝產(chǎn)物，與健康組相比，痰濁壅肺證炎癥反應(yīng)及氧化應(yīng)激增強，表現(xiàn)為丁二酸、D-鞘氨醇等表達顯著上調(diào)，而牛膽酸、蘇氨酸的表達顯著下調(diào)，這些代謝差異物可能作為其與健康人群區(qū)分的潛在標志物。

氣陰虧虛證。劉海葉［14］使用代謝組學技術(shù)，探索COPD氣陰兩虛證患者的血漿代謝產(chǎn)物，結(jié)果表明神經(jīng)酰胺、葡萄糖、L-苯丙氨酸在疾病組呈上升趨勢，而黃嘌呤核苷酸、鳥嘌呤-5′-三磷酸、組氨酸、甘氨酸、維生素C、亞麻酸、二十四烷酸、角鯊烯等則有所減少。

腎虛、肺虛證。嚴興海等［15］采用NMR探尋哮喘肺虛證和腎虛證的血漿代謝物差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)腎虛組血漿中BCAAs、乳酸、丙氨酸、枸櫞酸、肌酸等化合物顯著下降；而丙酮、乙酰乙酸等化合物含量顯著增加，這種差異將有助于肺系疾病證型的進一步細化。

3 肺系疾病常用經(jīng)方與代謝組學研究

與西藥單一成分比較，中藥的優(yōu)勢在于多靶點［16］、整體調(diào)控、協(xié)同治療。但其成分復雜，作用機制不明，影響療效評價，故限制其臨床應(yīng)用。隨著現(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展，鑒于中醫(yī)藥復雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，有必要從宏觀角度對中藥療效機制進行綜合評價。而代謝組學可以系統(tǒng)地研究中藥的作用機理，清楚地闡釋其作用靶點，以發(fā)掘經(jīng)方及其他復方的新適應(yīng)證，擴大臨床應(yīng)用范疇。

麻黃湯。付新等［17］利用代謝組學技術(shù)分析麻黃湯對發(fā)熱模型大鼠的作用機制，發(fā)現(xiàn)了13種與治療相關(guān)的潛在生物標志物（同絲氨酸、1-甲基腺苷、巴豆酰甘氨酸、黃嘌呤酸等），提示麻黃湯可能通過生物素代謝、核黃素代謝、類固醇激素合成和色氨酸代謝途徑發(fā)揮解熱作用。

麻黃細辛附子湯。孫啟慧等［18］采用HPLC-TOFMS分析模型組及麻黃細辛附子湯給藥小鼠的血清成分譜變化，發(fā)現(xiàn)了14種不同特征的代謝產(chǎn)物，并推測中藥可能從促進糖代謝，調(diào)節(jié)花生四烯酸代謝、甘油磷脂和鞘脂代謝等多條路徑，發(fā)揮藥效。

苓甘五味姜辛湯。苓甘五味姜辛湯出自《金匱要略》，宜用于肺寒留飲，久咳氣喘之證。姚夢雪等［19］從代謝組學角度建立寒飲伏肺哮喘大鼠模型，發(fā)現(xiàn)苓甘五味姜辛湯能夠通過調(diào)節(jié)能量代謝、氧化應(yīng)激發(fā)揮治療作用。

小青龍湯。趙小華等［20］采用GC-MS分析正常、模型組和小青龍湯組小鼠的血樣成分譜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)乳酸、葡萄糖、花生四烯酸、甘氨酸、賴氨酸、3-羥基丁酸等13種差異代謝物質(zhì)，主要涉及能量代謝、免疫功能和炎癥反應(yīng)，與該作者前期研究所得代謝途徑一致。

麻杏石甘湯。張啟云［21］等研究麻杏石甘湯對哮喘的作用機制，通過對豚鼠哮喘模型進行血漿代謝組學檢測，發(fā)現(xiàn)該方可能是通過調(diào)節(jié)花生四烯酸、9，10-DHOME和PGE2等物質(zhì)發(fā)揮治療作用。此外，廖群等［22］利用代謝物組發(fā)現(xiàn)不同劑量麻杏石甘湯的療效不一，可建立相應(yīng)的公式療效評估關(guān)系，以期為臨床安全用藥提供可靠的依據(jù)。

葛根芩連湯。葛根芩連湯為解表清里之劑，中醫(yī)認為：“肺與大腸相表里”，現(xiàn)代醫(yī)學也發(fā)現(xiàn)肺與腸道在生理和病理條件下互相影響［23］，可用于治療肺心病、急性肺損傷等。研究認為利用1HNMR技術(shù)分析葛根芩連湯治療LPS誘導的小鼠血清成分譜變化，發(fā)現(xiàn)其能夠逆轉(zhuǎn)纈氨酸、乙酰乙酸酯、丙酮酸等成分，具體途徑涵蓋多種氨基酸生物合成和代謝、酮體的變化、檸檬酸鹽循環(huán)（TCA循環(huán)）［24］。

4 其他與代謝組學

代謝組學還應(yīng)用于中成藥作用機理、中醫(yī)基礎(chǔ)理論的闡釋，例如針灸取穴、穴位敷貼、舌苔物質(zhì)基礎(chǔ)等研究。舌苔是中醫(yī)舌診的重要組成部分，可反映疾病的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后。然而，人們對其物質(zhì)基礎(chǔ)仍知之甚少，有研究將代謝組學應(yīng)用于同一疾病不同舌苔患者，發(fā)現(xiàn)其存在顯著變化的物質(zhì)主要與能量、氨基酸、核苷酸三大代謝和腸道菌群失調(diào)有關(guān)，有助于了解舌苔形成的客觀物質(zhì)基礎(chǔ)［25］。

5 總 結(jié)

目前代謝組學技術(shù)大量應(yīng)用于中醫(yī)藥診療肺系疾病的各個研究領(lǐng)域，在診斷、中醫(yī)證候辨析、藥物療效評價及機制研究等多方面取得了一定的進展，然仍存在局限性：①代謝組學提供了大量生物學信息，雖不同證型代謝產(chǎn)物有所差異，但存在相互重疊的情況，其作為終末產(chǎn)物易受合并癥、飲食、運動諸多因素干擾，敏感性與特異性值得進一步研究，以便將代謝標志物運用于臨床診斷，促進證候本質(zhì)研究，使中醫(yī)辨證思想科學化。②目前研究樣本量大多集中在幾十例，缺乏大樣本、多中心、深層次的研究，因此有待于今后深入探討。③復方具體代謝途徑難以準確預(yù)測，且指標具體影響機制尚未明確，有待不斷拓展及探索中藥復方效應(yīng)機制，以研究肺系疾病的靶向治療位點，為新藥研發(fā)提供可行的途徑。