朱夢(mèng)怡，盛梅笑

南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院 江蘇南京 210029

慢性腎臟病（chronic kidney disease，CKD）發(fā)病率逐年上升，是嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康的重大疑難疾病。長(zhǎng)期的臨床實(shí)踐和研究表明中藥治療CKD 在改善癥狀、保護(hù)腎功能等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，但作用機(jī)制并不十分明確，其多組分、多靶點(diǎn)的治療效應(yīng)給藥理機(jī)制研究帶來(lái)挑戰(zhàn)。代謝組學(xué)作為研究疾病和藥物作用機(jī)制的一種新興手段，有利于深入研究并闡述中藥的藥理學(xué)、藥代動(dòng)力學(xué)及毒理學(xué)。本文旨在總結(jié)近年來(lái)治療CKD 常用中藥黃芪、冬蟲(chóng)夏草、雷公藤、黃蜀葵花、大黃的代謝組學(xué)研究進(jìn)展，為進(jìn)一步探究中藥治療CKD 的機(jī)制提供思路。

代謝組學(xué)在闡述中藥藥理機(jī)制方面的作用

代謝組學(xué)通過(guò)對(duì)生物體內(nèi)源性代謝物進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)內(nèi)在或外在因素作用后代謝途徑及代謝產(chǎn)物的變化。研究發(fā)現(xiàn)代謝物自身及其與蛋白質(zhì)的相互作用在干細(xì)胞分化、免疫細(xì)胞應(yīng)答、啟動(dòng)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)等多個(gè)生理過(guò)程中發(fā)揮效應(yīng)[1]。隨著高效液相色譜（HPLC）、超高效液相色譜/四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜（UPLC-Q-TOF/MS）等方法的應(yīng)用，代謝組學(xué)不再限于尋找生物標(biāo)記物，通過(guò)富集通路分析、同位素輔助破譯等手段，可將代謝物與上游基因及蛋白質(zhì)串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)多組學(xué)整合，以此開(kāi)展進(jìn)一步的機(jī)制研究[2]。

中藥成分復(fù)雜，采用傳統(tǒng)藥理學(xué)方法鑒定生物活性物質(zhì)的效率較低，且水煎液成分進(jìn)入體內(nèi)受吸收、分布過(guò)程的影響，代謝組學(xué)能夠在沒(méi)有明確中藥化學(xué)成分及結(jié)構(gòu)的情況下非靶向地檢測(cè)生物體內(nèi)的代謝特征，有助于明確何種組分發(fā)揮治療效果。由此衍生發(fā)展的功能代謝組學(xué)可以通過(guò)精確捕獲疾病生物標(biāo)志物和功能性化合物之間的分子相互作用來(lái)幫助闡明中藥作用機(jī)制[3]。目前代謝組學(xué)已用于CKD 的診斷、進(jìn)展監(jiān)測(cè)及治療評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)了較血肌酐更為靈敏的新的生物標(biāo)記物如評(píng)估腎小球?yàn)V過(guò)功能損傷程度的假尿嘧啶核苷、預(yù)測(cè)急性腎損傷的中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白[4]。CKD 常用中藥的治療靶點(diǎn)復(fù)雜，進(jìn)行多樣本代謝物分析可以全面地認(rèn)識(shí)藥物代謝圖譜，豐富中藥的藥理機(jī)制內(nèi)涵，且既往研究多從信號(hào)通路及分子機(jī)制等方面著手，而基因和蛋白質(zhì)表達(dá)的微小變化可以在小分子代謝中被放大，檢測(cè)代謝物變化更為方便，相較其他研究結(jié)果更能向臨床轉(zhuǎn)化。

治療慢性腎臟病常用中藥代謝組學(xué)研究

1 黃芪

黃芪為豆科植物蒙古黃芪或膜莢黃芪的干燥根，性味甘溫，具有補(bǔ)氣固表、利尿消腫等功效，《湯液本草》謂之“補(bǔ)腎臟元?dú)狻保R床常以復(fù)方用于CKD 脾腎氣虛證，能降低尿蛋白排泄、改善血清白蛋白水平、保護(hù)腎功能。黃芪活性物質(zhì)的成分及含量因炮制方法不同而存在差異，表現(xiàn)為在調(diào)節(jié)代謝方面蜜炙黃芪較生品可以更顯著地調(diào)節(jié)三羧酸循環(huán)（TCA）、色氨酸代謝、蛋氨酸代謝[5]。在腎纖維化模型大鼠血清代謝物中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1（TGF-β1）過(guò)表達(dá)所致的腎纖維化病變涉及苯丙氨酸代謝、花生四烯酸代謝以及苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的生物合成途徑，而黃芪多糖對(duì)上述代謝途徑以及甘油磷脂代謝均有調(diào)節(jié)作用，主要生物代謝標(biāo)記物表現(xiàn)為不飽和脂肪酸和溶血磷脂酰膽堿下調(diào)，不飽和脂肪酸中棕櫚酸、脂肪酸和花生四烯酸可誘導(dǎo)腎小管上皮和間質(zhì)細(xì)胞凋亡，參與纖維化過(guò)程；溶血磷脂酰膽堿可加速腎小管上皮細(xì)胞氧化應(yīng)激凋亡和成纖維細(xì)胞遷移，促進(jìn)纖維化過(guò)程[6]。

黃芪常用于改善環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的免疫損傷和血液三系減低，代謝組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)其機(jī)制可能為改善維持免疫細(xì)胞胞膜形態(tài)和功能相關(guān)的磷脂、鞘脂及膽堿代謝，促進(jìn)免疫應(yīng)答和免疫細(xì)胞活性相關(guān)的TCA 循環(huán)、氨基酸代謝及能量代謝，并抑制次黃嘌呤代謝增高導(dǎo)致的白細(xì)胞減低[7-8]。另有研究認(rèn)為黃芪升高白細(xì)胞的機(jī)制與調(diào)控環(huán)磷酰胺促進(jìn)的亞油酸、煙酸和煙酰胺代謝有關(guān)，抑制亞油酸氧化生成白細(xì)胞毒素，調(diào)節(jié)煙酰胺對(duì)白細(xì)胞趨化活性的抑制作用[9]。

黃芪可調(diào)節(jié)糖脂代謝，對(duì)引起CKD 發(fā)生、發(fā)展的代謝紊亂具有積極作用。在2 型糖尿病模型大鼠的不同生物樣本研究中發(fā)現(xiàn)了相似的代謝途徑干預(yù)，黃芪可修復(fù)受損的線(xiàn)粒體氧化磷酸化功能，恢復(fù)正常TCA循環(huán)，血清中蓄積的丙酮酸、檸檬酸含量下降；并能糾正能量代謝紊亂導(dǎo)致的葡萄糖氧化速度加快和脂肪動(dòng)員，糖酵解產(chǎn)物乳酸和酮體代謝物3-羥基丁酸、乙酰乙酸、丙酮的在尿液和糞便中排泄減少；還可減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)，次黃嘌呤代謝中被活性氧簇（ROS）氧化形成的尿囊素在血清中水平下降[10-12]。黃芪的降糖作用與促進(jìn)精氨酸、?；撬岬壬前被岬拇x增加進(jìn)而調(diào)節(jié)糖異生相關(guān)[12]。在脂質(zhì)代謝中，黃芪可以促進(jìn)TCA 循環(huán)中的琥珀酸進(jìn)入蘋(píng)果酸-天冬氨酸循環(huán)從而消耗膽固醇的合成原料乙酰輔酶A，上調(diào)蛋氨酸含量通過(guò)半胱氨酸-蛋氨酸代謝及轉(zhuǎn)硫途徑促進(jìn)谷胱甘肽合成，減少同型半胱氨酸蓄積，抑制過(guò)氧化脂質(zhì)形成并沉積在腎組織中引起繼發(fā)損傷[13，5]。

黃芪還可恢復(fù)某些中草藥毒副作用導(dǎo)致的代謝紊亂，例如蒼耳子導(dǎo)致的肝臟基礎(chǔ)代謝失調(diào)及繼發(fā)組織病變[14]。在廣防己腎毒性研究中[15]，配伍黃芪可使模型組尿液中降低的檸檬酸、2-酮戊二酸、馬尿酸鹽、葡萄糖和升高的肌酸/肌酐、三甲胺氧化物恢復(fù)至接近正常水平，提示黃芪可通過(guò)修復(fù)TCA 循環(huán)紊亂和糾正腎小管酸中毒來(lái)對(duì)抗廣防己導(dǎo)致的腎損傷，在代謝層面上體現(xiàn)中藥配伍的減毒作用。

2 冬蟲(chóng)夏草

冬蟲(chóng)夏草為麥角菌科植物冬蟲(chóng)夏草菌的子座及其寄主蝙蝠蛾科昆蟲(chóng)蟲(chóng)草蝙蝠蛾的幼蟲(chóng)尸體的復(fù)合體，性味甘溫，具有補(bǔ)肺益腎、止咳化痰等功效，《藥性考》謂之“秘精益氣，專(zhuān)補(bǔ)命門(mén)”，常用于證屬肺腎虧虛的各種慢性疾病。冬蟲(chóng)夏草活性成分包括蟲(chóng)草素、蟲(chóng)草多糖、蟲(chóng)草酸、核苷類(lèi)等，具有抗氧化、抗腫瘤、調(diào)節(jié)代謝等作用。蟲(chóng)草素、類(lèi)黃酮、核堿基是蟲(chóng)草提取物中的主要功能代謝物，三者共同的生物活性包括自由基清除、鐵離子還原以及對(duì)大腸桿菌和沙門(mén)氏菌的殺滅作用，并且對(duì)低壓缺氧環(huán)境中的人胚胎腎細(xì)胞具有保護(hù)作用[16]?；赨PLC-Q-TOF/MS 的代謝組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)蟲(chóng)草含有其他活性代謝產(chǎn)物如三萜類(lèi)、皂苷類(lèi)、環(huán)肽類(lèi)和噴司他丁等[17]。蟲(chóng)草治療CKD 的機(jī)制與調(diào)節(jié)腎組織中的重要代謝相關(guān)，在能量供應(yīng)代謝中促進(jìn)TCA 循環(huán)、抑制糖酵解及戊糖磷酸途徑以維持正常供能；在胞外有機(jī)物代謝中能提高卵磷脂、甜菜堿的濃度以維持腎髓質(zhì)滲透壓、保護(hù)腎小管功能；在脂質(zhì)代謝中能降低總膽固醇、甘油三酯和脂蛋白水平以減少脂質(zhì)過(guò)氧化相關(guān)的腎小管上皮細(xì)胞凋亡[18]。另有研究發(fā)現(xiàn)蟲(chóng)草可調(diào)節(jié)腎臟細(xì)胞的嘌呤和嘧啶代謝，其中嘧啶衍生物在細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)和能量調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用，可以維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)、保護(hù)腎臟超微結(jié)構(gòu)的形態(tài)與功能[19]。蟲(chóng)草尚能調(diào)節(jié)CKD 大鼠腎外器官的代謝紊亂，上調(diào)血清中抗氧化劑谷胱甘肽、?；撬岷湍芰恐虚g體煙酰胺、左旋肉堿的水平以拮抗氧化損傷、促進(jìn)線(xiàn)粒體生成ATP，同時(shí)蟲(chóng)草調(diào)節(jié)了機(jī)體氨基酸和膽堿代謝紊亂，能促進(jìn)肝臟、心臟器官功能的恢復(fù)[20]。

冬蟲(chóng)夏草可以調(diào)節(jié)糖脂代謝，臨床常用于糖尿病腎病。有研究在采用蟲(chóng)草治療的糖尿病腎病患者中進(jìn)行尿液代謝組學(xué)分析后發(fā)現(xiàn)蟲(chóng)草可以再平衡人體中葡萄糖醛酸苷化合物水平，恢復(fù)其在腎組織中拮抗ROS 相關(guān)炎癥的作用；修復(fù)腸道微生物異常的酪氨酸、色氨酸代謝可減少對(duì)甲酚硫酸鹽等尿毒癥毒素（uremic toxins，UT）分子的生成和蓄積，減輕UT 相關(guān)的炎癥激活和血管鈣化；通過(guò)下調(diào)嘌呤代謝能夠抑制腎臟細(xì)胞線(xiàn)粒體的過(guò)度激活[21]。動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)蟲(chóng)草多糖的降糖作用與調(diào)節(jié)能量、氨基酸和腸道微生物代謝相關(guān)，生物標(biāo)志物包括血清乳酸、3-羥基丁酸、肌酸、谷氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸和低密度脂蛋白[22]。

3 雷公藤

雷公藤為衛(wèi)矛科植物雷公藤的根、葉及花，性味苦辛、有大毒，具有祛風(fēng)除濕，通絡(luò)止痛等功效。雷公藤活性成分復(fù)雜，包括二萜類(lèi)（雷公藤甲素、雷公藤內(nèi)酯酮等）、三萜類(lèi)（雷公藤紅素、雷公藤內(nèi)酯甲等）和生物堿類(lèi)等，具有抗炎、抑制免疫等作用，常用于CKD和其他自身免疫性疾病的活動(dòng)期，在不同臟器中影響的代謝途徑存在差異。研究發(fā)現(xiàn)雷公藤在腎臟中的主要作用途徑為參與合成RNA、DNA 等重要生理過(guò)程的嘧啶代謝，可能通過(guò)下調(diào)嘧啶代謝物胸腺嘧啶、脫氧尿嘧啶核苷、胸苷的水平，減少血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）mRNA 在腎臟的表達(dá)，從而改善血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖導(dǎo)致的血管通透性增高和蛋白尿排泄[23]。其他自身免疫性疾病如炎癥性腸病的研究中發(fā)現(xiàn)雷公藤主要影響腸道炎癥相關(guān)的初級(jí)膽汁酸代謝紊亂，上調(diào)鵝去氧膽酸以活化胱硫醚-γ-裂解酶，進(jìn)而釋放對(duì)腸道具有積極作用的氫化硫[24]。

雷公藤的毒性在代謝方面表現(xiàn)為干擾糖類(lèi)、脂類(lèi)、氨基酸等基礎(chǔ)代謝途徑，涉及供應(yīng)能量、維持細(xì)胞膜完整性、抗氧化等多個(gè)生理過(guò)程，在腫瘤細(xì)胞中對(duì)這些代謝途徑的干預(yù)表現(xiàn)為抗腫瘤作用。研究表明機(jī)體暴露于大劑量雷公藤可觸發(fā)自我保護(hù)機(jī)制，抗氧化劑α-酮戊二酸、磷脂酰膽堿生成增多，但雷公藤也谷胱甘肽及其組分甘氨酸水平的下調(diào)，并抑制某些抗氧化劑如牛磺酸、環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷的活性，導(dǎo)致氧化產(chǎn)物誘導(dǎo)腎臟和肝臟細(xì)胞損傷和凋亡[23、25]。鞘脂代謝異常被認(rèn)為是雷公藤毒性的新機(jī)制[26]，神經(jīng)酰胺蓄積可誘發(fā)氧化應(yīng)激，加速細(xì)胞程序性凋亡；鞘氨醇水平顯著降低后不能充分抑制蛋白激酶C 的活化，細(xì)胞凋亡的信號(hào)傳導(dǎo)加快；1-磷酸鞘氨醇激活磷脂酶C 導(dǎo)致鈣通道開(kāi)放，游離鈣離子濃度增加后血管平滑肌收縮，腎血流量減少則腎損傷加重。雷公藤生殖毒性表現(xiàn)為損傷生殖細(xì)胞，在雄性大鼠中可干擾睪丸支持細(xì)胞中琥珀酸脫氫供能過(guò)程，使精子能量代謝過(guò)程異常而誘發(fā)弱精癥[27]。

通過(guò)配伍用藥可使雷公藤減毒增效，甘草能加速雷公藤甲素等活性成分在生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)換以降低毒性，改善雷公藤內(nèi)酯酮所致的能量代謝、色氨酸代謝、卟啉代謝紊亂，減毒生物標(biāo)記物可能為血清色氨酸上調(diào)[28]。有研究分析腎炎模型大鼠尿液代謝物后發(fā)現(xiàn)配伍甘草可使雷公藤干擾的氨基酸代謝、膽汁酸代謝、脂類(lèi)代謝、能量代謝及嘌呤代謝的代謝物譜趨向正常水平，且配伍組的尿蛋白排泄率更低[29]。復(fù)方研究發(fā)現(xiàn)國(guó)醫(yī)大師周仲瑛所擬清絡(luò)通痹方中主要解毒藥味或?yàn)樯亍⑷?，能夠調(diào)節(jié)雷公藤甲素等成分的自身代謝，使其在治療域內(nèi)吸收強(qiáng)度減弱、作用時(shí)間相對(duì)延長(zhǎng)，并能顯著調(diào)節(jié)小鼠肝臟中甘氨膽酸、牛磺酸硫胺素、溶血磷脂酰膽堿等差異代謝物的水平，改善脂質(zhì)過(guò)氧化、線(xiàn)粒體損傷和繼發(fā)的肝細(xì)胞過(guò)度自噬與凋亡[30-31]。

4 黃蜀葵花

黃蜀葵花為錦葵科植物黃蜀葵的花朵，味甘辛，性涼，具有清熱解毒、通淋利尿等功效。黃蜀葵花因其抗炎、抗氧化、保護(hù)腎臟等作用機(jī)制已廣泛應(yīng)用于中國(guó)CKD 患者的治療。通過(guò)高效液相色譜分析發(fā)現(xiàn)黃蜀葵花主要活性成分為具有抗氧化活性的類(lèi)黃酮，口服后吸收入血的成分主要為黃酮醇類(lèi)化合物，在腎組織中發(fā)揮療效的是可水解為槲皮素的多種苷類(lèi)，如金絲桃苷、槲皮素單葡糖苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷[32-34]。除類(lèi)黃酮外，通過(guò)核磁共振波譜分析還發(fā)現(xiàn)黃蜀葵花含有一種具有抗腫瘤前景的新型細(xì)胞毒性多糖AMPS-a，體外研究顯示其可有效抑制肝癌和胃癌細(xì)胞的增殖[35]。

黃蜀葵花延緩CKD 進(jìn)展的作用可能與腸道菌群密切相關(guān)，UT 蓄積會(huì)干擾腸道菌群的正常代謝，雖然表達(dá)脲酶和尿酸酶的細(xì)菌定植增加后將部分尿素轉(zhuǎn)化為氨，但腸道上皮細(xì)胞內(nèi)尿素濃度的持續(xù)增加可刺激腸道內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生硫酸吲哚、對(duì)甲酚硫酸鹽、三甲胺氧化物等毒素[36]。在CKD 大鼠中發(fā)現(xiàn)被吸收入血的黃葵類(lèi)黃酮成分經(jīng)過(guò)去糖基化、甲基化后以葡萄糖醛酸-硫酸鹽偶聯(lián)物這種共軛代謝物形式進(jìn)行循環(huán)，其在腸道微生物環(huán)境內(nèi)可干擾細(xì)菌內(nèi)必需色氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn)，進(jìn)而減少細(xì)菌合成吲哚類(lèi)毒素分子[37-39]。

5 大黃

大黃為蓼科植物掌葉大黃、唐古特大黃或藥用大黃的根莖，性味苦寒，具有瀉熱通腸，涼血解毒，活血化瘀等功效，現(xiàn)代研究認(rèn)為大黃的藥理作用主要有致瀉、抗炎、止血等。研究發(fā)現(xiàn)大黃在0.31 ～2.1g/kg 劑量范圍內(nèi)對(duì)便秘模型小鼠腸道功能紊亂相關(guān)代謝途徑的調(diào)節(jié)作用最明顯，能促進(jìn)膽固醇參與有益腸道的甘油磷脂代謝、初級(jí)膽汁酸代謝和類(lèi)固醇合成，抑制脂肪?；?、鞘氨醇生成并參與炎癥和細(xì)胞凋亡相關(guān)的花生四烯酸、不飽和脂肪酸、鞘脂代謝[40]。在血瘀證研究中發(fā)現(xiàn)大黃主要影響磷脂酰膽堿的水平，通過(guò)調(diào)節(jié)血小板合成途徑來(lái)減少血栓形成，還可抑制花生四烯酸環(huán)氧合酶產(chǎn)物的生成，從而減少可刺激骨髓造血功能的類(lèi)固醇激素合成[41]。但大黃同時(shí)存在肝毒性，機(jī)制可能為蒽醌類(lèi)和單寧類(lèi)成分使多巴胺受體、下游產(chǎn)物環(huán)磷酸腺苷及其水解酶在肝臟表達(dá)減少，促進(jìn)相關(guān)途徑誘導(dǎo)的肝細(xì)胞凋亡，同時(shí)肝臟中多巴胺、膽堿、輔酶Q9 消耗過(guò)多也與慢性肝損傷的發(fā)生相關(guān)[42]。

代謝物質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)蒽醌類(lèi)化合物在腸道中進(jìn)行水解、甲基化、碳鍵斷裂等過(guò)程，吸收入血的大黃素濃度明顯增加，腸道菌群是大黃在人體內(nèi)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化利用的重要一環(huán)[43]。整合代謝組學(xué)與網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)認(rèn)為蒽醌類(lèi)和黃烷醇為大黃主要活性成分，通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)的異常積累，控制炎癥因子的釋放以及維持纖維蛋白溶解的平衡來(lái)發(fā)揮協(xié)同治療效果[44]。有研究分析CKD 大鼠的血尿代謝物后發(fā)現(xiàn)在氨基酸代謝途徑中大黃能恢復(fù)血清組氨酸的低水平，促進(jìn)其參與抗氧化機(jī)制，并提高尿液苯丙氨酸、色氨酸的低排泄，抑制其在生物體內(nèi)蓄積后向?qū)追?、吲哚及犬尿酸的轉(zhuǎn)化，但大黃對(duì)CKD 引起的?；撬岽x紊亂無(wú)影響；在嘌呤代謝途徑中大黃能抑制血清尿腺嘌呤、尿脫氧腺苷和尿酸的水平升高，延緩高尿酸排泄引起的腎間質(zhì)纖維化；在膽堿代謝途徑中大黃能抑制腸道菌群分解膽堿，減少副產(chǎn)物三甲胺及其氧化物的生成[45]。

結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，代謝組學(xué)研究能夠明確CKD 治療中常用中藥對(duì)生物代謝途徑的影響，所發(fā)現(xiàn)的生物標(biāo)記物可用于監(jiān)測(cè)療效及其副作用。治療CKD 常用中藥對(duì)生物體內(nèi)能量供應(yīng)、抗炎、抗氧化等相關(guān)代謝途徑具有積極作用，部分中藥的毒副作用與促進(jìn)炎癥、氧化等代謝相關(guān)，相關(guān)研究在反應(yīng)藥物對(duì)腎臟自身代謝干預(yù)方面還有待深入。同時(shí)，CKD 發(fā)病機(jī)制和中藥作用機(jī)制十分復(fù)雜，受體內(nèi)外多重因素的影響，而代謝組學(xué)僅僅描述某一特定時(shí)刻代謝的變化，且代謝物受上游基因和蛋白質(zhì)的調(diào)控，其研究存在局限性，在后續(xù)研究中結(jié)合多組學(xué)分析有可能更全面地認(rèn)識(shí)中藥治療CKD 的機(jī)制。