運(yùn)用系統(tǒng)生物學(xué)研究中醫(yī)證候的思考

謝世平 左 剛

(河南中醫(yī)學(xué)院，河南省鄭州市金水路1號(hào)，450008)

中醫(yī)證候是疾病發(fā)生和演變過(guò)程中特定階段以及患者個(gè)體當(dāng)時(shí)所處特定內(nèi)外環(huán)境的本質(zhì)的反映，以相應(yīng)的癥、舌、脈、形、色、神表現(xiàn)出來(lái)，能夠不同程度地揭示病因、病位、病性、邪正盛衰、病勢(shì)等病機(jī)內(nèi)容，是對(duì)致病因素與機(jī)體反應(yīng)性兩方面情況的綜合。而系統(tǒng)生物學(xué)是研究一個(gè)生物系統(tǒng)中所有組成成分(基因、mRNA、蛋白質(zhì)等)的構(gòu)成，以及在特定條件下這些組分間相互關(guān)系的科學(xué)，以整體性研究為其特征。系統(tǒng)生物學(xué)與中醫(yī)學(xué)有著相通性。中醫(yī)證候研究引入系統(tǒng)生物學(xué)可以更好地闡明證候?qū)嵸|(zhì)，有助于深入認(rèn)識(shí)中醫(yī)證候理論，評(píng)價(jià)中醫(yī)藥治療的作用及效果。本文對(duì)該方面的研究方法探討概述如下。

1 中醫(yī)證候的特點(diǎn)

辨證論治是中醫(yī)學(xué)最具特色部分，辨證是施治的前提和基礎(chǔ)，證候是其理論核心部分。證候的研究必須緊緊抓住兩個(gè)基本角度和方法，即根據(jù)證候臨床表征(證候群)進(jìn)行中醫(yī)宏觀辨證研究和根據(jù)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、生物學(xué)(系統(tǒng)生物學(xué))基礎(chǔ)進(jìn)行微觀辨證研究。中醫(yī)證候宏觀辨證是由病因、病性、病位和病勢(shì)幾方面所構(gòu)成。由于歷史的局限，中醫(yī)長(zhǎng)期以來(lái)都應(yīng)用一種系統(tǒng)論的思維方法去認(rèn)識(shí)、掌握收集來(lái)的信息，把人體看做“黑箱”，采用由外測(cè)內(nèi)、以藥測(cè)證的方法來(lái)驗(yàn)證和修正辨證的可信度，對(duì)人體整體狀態(tài)進(jìn)行觀察和辨別分析。它是宏觀的、間接的，這些信息難以量化，不能解釋系統(tǒng)內(nèi)部組成成分及其動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，以至于在應(yīng)用這些信息時(shí)存在主觀性和不穩(wěn)定性。因此，把握證候的物質(zhì)基礎(chǔ)應(yīng)當(dāng)是中醫(yī)證候研究的切入點(diǎn)，需要借助現(xiàn)代生物學(xué)的技術(shù)與方法進(jìn)行研究。近年來(lái)，人們對(duì)證候本質(zhì)的研究投入了大量的精力，主要從某些病證入手研究，找出了一些與某些證候相關(guān)的客觀指標(biāo)。但由于證候的復(fù)雜性，很難從微觀的角度尋找診斷某一證候的特異實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)，如僅僅對(duì)于脾虛證的研究就表明有近百種實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)發(fā)生變化，據(jù)此有學(xué)者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)對(duì)于證候的診斷是弱特異性的。同時(shí)，目前已建立了百余種證的動(dòng)物模型［1］，但最終實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)并不能完全詮釋中醫(yī)證候的本質(zhì)。因此，中醫(yī)證候的研究，要突破傳統(tǒng)系統(tǒng)論——“黑箱”理論的局限，不應(yīng)局限于某一方面或某一層次的實(shí)驗(yàn)研究，必須引進(jìn)一種更科學(xué)更全面更系統(tǒng)的現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)——系統(tǒng)生物學(xué)。

2 運(yùn)用組學(xué)技術(shù)對(duì)中醫(yī)證候的相關(guān)研究及現(xiàn)狀

系統(tǒng)生物學(xué)包含基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及代謝組學(xué)等一系列組學(xué)技術(shù)。

2.1 基因組學(xué)技術(shù)在中醫(yī)證候研究中的運(yùn)用 自2001年始，國(guó)家自然科學(xué)基金開始對(duì)證候基因組學(xué)的研究進(jìn)行資助，如“用基因芯片研究腎陽(yáng)虛證的基因表達(dá)譜(30171126)”“心氣虛證時(shí)基因功能表達(dá)群對(duì)血脈、神明的調(diào)控特點(diǎn)研究(30171187)”以及“慢性應(yīng)激時(shí)海馬差異表達(dá)的基因及其功能與逍遙散的作用(30171129)”等，分別利用基因芯片和mRNA差異顯示等技術(shù)，進(jìn)行腎陽(yáng)虛證、心氣虛證、肝郁脾虛證的功能基因組學(xué)研究。2002年11月，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)啟動(dòng)了中醫(yī)藥研究重大計(jì)劃——“中醫(yī)藥幾個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題的現(xiàn)代研究”，其中重點(diǎn)資助的項(xiàng)目之一為“證候基因組學(xué)和證候蛋白質(zhì)組學(xué)的研究”，預(yù)示證候基因組學(xué)和證候蛋白質(zhì)組學(xué)的研究將進(jìn)入一個(gè)新的階段。對(duì)于中醫(yī)“證”的本質(zhì)的研究，沈自尹［2］利用符合生理性腎虛證的自然衰老大鼠模型，并用中藥進(jìn)行干預(yù)，摘取大鼠下丘腦、垂體、腎上腺、脾淋巴細(xì)胞，研究衰老大鼠下丘腦－垂體－腎上腺－胸腺(HPAT)軸的基因表達(dá)譜以及藥物干預(yù)的基因表達(dá)差異譜。研究結(jié)果提示，在腎虛證狀態(tài)時(shí)，HPAT軸上出現(xiàn)了眾多分子網(wǎng)絡(luò)調(diào)控規(guī)律。田道法等［3］應(yīng)用AtlasTM反義DNA陣列法檢測(cè)了氣虛證模型大鼠鼻咽上皮細(xì)胞基因組A區(qū)基因表達(dá)譜。王光平等［4］應(yīng)用mRNA差異顯示技術(shù)研究了肝陽(yáng)上亢證、肝陽(yáng)化風(fēng)證與正常受試者的基因表達(dá)情況。王忠等［5］認(rèn)為基因的功能是一個(gè)多因素共同作用的結(jié)果，應(yīng)注意基因組學(xué)與中醫(yī)證候研究中的簡(jiǎn)單性與復(fù)雜性的整合問(wèn)題?；驔Q定論對(duì)生命現(xiàn)象過(guò)于簡(jiǎn)單化將不利于對(duì)復(fù)雜生命現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，亦無(wú)助于對(duì)中醫(yī)證候是一個(gè)多因素參與和調(diào)控的具有時(shí)空性、系統(tǒng)性及層次性的臨床癥狀群的理解。

2.2 蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在中醫(yī)證候研究應(yīng)用 就分子水平而言，不同的證候可以出現(xiàn)不同的基因表達(dá)譜，可以認(rèn)為證的本質(zhì)是基因型及其表達(dá)，體外能用肉眼觀察到的癥狀和體征變化都具有相應(yīng)的分子生物基礎(chǔ)，其實(shí)就是基因及其在mRNA、蛋白質(zhì)水平差異等方面的外在表現(xiàn)。在臨床研究中，結(jié)合臨床辨證分型及mRNA、蛋白質(zhì)等多種分子生物學(xué)標(biāo)志物，通過(guò)引入分子生物學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)方法，從mRNA和蛋白質(zhì)水平探討中醫(yī)證的實(shí)質(zhì)，進(jìn)而闡明證的蛋白質(zhì)表型及其轉(zhuǎn)化。金光亮［6］提出了證候蛋白質(zhì)組學(xué)的概念，指出了在證候理論指導(dǎo)下，運(yùn)用功能蛋白質(zhì)組學(xué)的方法，通過(guò)探討證候，特別是同病異證或異病同證時(shí)蛋白質(zhì)差異表達(dá)及翻譯后修飾情況，揭示與某一證候形成相關(guān)的所有蛋白質(zhì)及其特征，在整體蛋白質(zhì)表達(dá)的水平闡明證候的本質(zhì)。劉希成等［7］用質(zhì)譜獲得差異蛋白的肽質(zhì)量指紋圖譜，并經(jīng)數(shù)據(jù)庫(kù)檢索共鑒定出了49種差異蛋白質(zhì)，通過(guò)蛋白功能分析發(fā)現(xiàn)，其中33種蛋白質(zhì)的差異表達(dá)與腎陽(yáng)虛證密切相關(guān)。

2.3 代謝組學(xué)在中醫(yī)證候研究中的運(yùn)用 中醫(yī)證候代謝組學(xué)研究是通過(guò)采集證候樣本或模型動(dòng)物的血漿、尿樣品并進(jìn)行代謝產(chǎn)物譜分析，得到各自的代謝產(chǎn)物譜，找出特異的標(biāo)志性代謝產(chǎn)物，用生物信息學(xué)方法分析生物標(biāo)志物的功能，以確定“證相關(guān)代謝譜群”。動(dòng)物體的內(nèi)源性代謝產(chǎn)物與生理?xiàng)l件下的各種變化有關(guān)，如性別、年齡、個(gè)體間的健康狀況、遺傳差異性、晝夜節(jié)律更替、飲食、溫度、覺(jué)醒等刺激，甚至周圍氣候不同、菌群的改變等。因此，建立生理?xiàng)l件下對(duì)代謝譜的正確認(rèn)識(shí)，是研究各種病理?xiàng)l件或刺激干預(yù)的前提。如何將代謝組學(xué)技術(shù)和方法與傳統(tǒng)的中醫(yī)學(xué)理論結(jié)合起來(lái)，并遵循循證醫(yī)學(xué)的原則開展中醫(yī)證候研究將是未來(lái)中醫(yī)方證研究的重點(diǎn)［8］。陳家旭等［9］以慢性束縛方法制作應(yīng)激大鼠模型，運(yùn)用動(dòng)物行為學(xué)評(píng)定和以方測(cè)證等方法確定該模型為肝郁脾虛證候模型。經(jīng)NMR數(shù)據(jù)采集與分析發(fā)現(xiàn):正常組與模型組之間存在代謝產(chǎn)物譜的顯著差異，中醫(yī)證候之間可能存在著非常明顯的代謝產(chǎn)物的不同，這種不同是基于不同證候存在著不同物質(zhì)代謝或其代謝網(wǎng)路的改變。王米渠等［10］用基因芯片的方法研究中醫(yī)寒證患者，發(fā)現(xiàn)寒證的基因表達(dá)譜有顯著差異，在59條差異表達(dá)基因中，絕大多數(shù)與能量代謝和蛋白質(zhì)代謝有關(guān)，說(shuō)明寒證患者的代謝網(wǎng)絡(luò)有別于常人。李運(yùn)倫［11］提出代謝組學(xué)由于其從代謝網(wǎng)絡(luò)終端表象的整體角度反映生物體的功能狀態(tài)，包含了生物系統(tǒng)生理表型直接的、全面的生物標(biāo)記物信息，與中醫(yī)學(xué)整體觀念和辨證論治思想相吻合。代謝組學(xué)技術(shù)和策略為中醫(yī)證候?qū)嵸|(zhì)研究帶來(lái)了希望，為中醫(yī)本質(zhì)的探索提供強(qiáng)大的技術(shù)與方法支持。王松奇等［12］認(rèn)為代謝組學(xué)在方法學(xué)上具有融整體、動(dòng)態(tài)、綜合、分析于一體的特點(diǎn)，符合中醫(yī)的整體觀特點(diǎn)。應(yīng)用代謝組學(xué)技術(shù)可以對(duì)某一中醫(yī)證候的代謝產(chǎn)物(即生物流體，如尿液、血液、腦脊髓液、肺穿刺液、膽汁、精液、器官組織提取液、腎透析液、細(xì)胞培養(yǎng)上清液等)進(jìn)行檢測(cè)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)中醫(yī)四診的不足。

3 中醫(yī)證候與系統(tǒng)生物學(xué)的相關(guān)性

證候外在表現(xiàn)在臨床上由一組特定的癥狀和體征所組成，并由此構(gòu)成中醫(yī)證候的最基本的臨床特征，具有即時(shí)性、動(dòng)態(tài)性、整體性等特點(diǎn)。每一個(gè)證候群都具有其特定的生物學(xué)基礎(chǔ)，這個(gè)基礎(chǔ)可以包括生理、病理、生化、基因、蛋白、代謝等方面。也就是說(shuō)，每個(gè)證候群都有支持它的結(jié)構(gòu)生物學(xué)背景，證候(群)復(fù)雜的多樣性就是上述方面的異常表達(dá)。因此，研究證候的生物學(xué)基礎(chǔ)是可行的，但是，目前學(xué)者們多致力于探索證候的高特異性和高靈敏性的指標(biāo)，試圖建立證候?qū)嶒?yàn)診斷單個(gè)金指標(biāo)，這違背了證的整體性、動(dòng)態(tài)性和異病同證、同病異證等特征，因此不可能對(duì)某一證候用單一指標(biāo)作定性、定量和定位的說(shuō)明。據(jù)此，證候客觀化研究應(yīng)采用綜合性指標(biāo)，精選非特異指標(biāo)進(jìn)行特異組合，建立能反映證本質(zhì)并能區(qū)別他證的定性、定量、定位綜合實(shí)驗(yàn)指標(biāo)，輔助四診，確定證候診斷具有重要的意義。系統(tǒng)生物學(xué)正具備反映和解決這些問(wèn)題的特定功能。系統(tǒng)生物學(xué)無(wú)疑給中醫(yī)證候?qū)W客觀化和現(xiàn)代化的要求提供了理論上的可能。在中醫(yī)證候研究的過(guò)程中，我們不僅要運(yùn)用分析還原方法，從器官、組織、細(xì)胞、代謝產(chǎn)物、蛋白質(zhì)、基因等水平闡明中醫(yī)氣、陰陽(yáng)、藏象等的物質(zhì)基礎(chǔ)，還要通過(guò)綜合分析，利用系統(tǒng)生物學(xué)的方法和技術(shù)手段，把孤立的物質(zhì)和組成整體的所有器官聯(lián)系在一起，這樣就把中醫(yī)的整體觀念、樸素的系統(tǒng)論上升到高度綜合的現(xiàn)代系統(tǒng)理論。它不僅能反映事物的整體特征性，還能充分反映組成整體的各層次、各部分的特性及其相互聯(lián)系和影響，從而將中醫(yī)整體宏觀的優(yōu)勢(shì)與西醫(yī)微觀還原的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，有助于詮釋中醫(yī)理論的科學(xué)依據(jù)［13］。

4 中醫(yī)證候的系統(tǒng)生物學(xué)研究的探討與展望

通過(guò)系統(tǒng)生物學(xué)對(duì)生物本質(zhì)的探討和理解，人們對(duì)生物的認(rèn)識(shí)也經(jīng)歷了由現(xiàn)象到本質(zhì)、由表及里的過(guò)程，在未來(lái)的發(fā)展中，隨著生物學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等學(xué)科的發(fā)展以及它們交叉領(lǐng)域的研究，系統(tǒng)生物學(xué)勢(shì)必發(fā)揮其特有的優(yōu)勢(shì)，在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域?yàn)榻鉀Q目前人們關(guān)心的重大問(wèn)題，如傳染病、社會(huì)問(wèn)題、身心健康等提供思路［14］。

系統(tǒng)生物學(xué)與中醫(yī)學(xué)的相關(guān)性使其被賦予了新的使命，作為一門新興的學(xué)科，將為人類所面臨的生物醫(yī)學(xué)尤其是中醫(yī)學(xué)難題提供強(qiáng)有力的工具和手段，為人類了解自身以及解決人類疾病和健康的問(wèn)題帶來(lái)了希望，它為中醫(yī)藥復(fù)雜理論體系研究、中醫(yī)藥現(xiàn)代化提供了新的系統(tǒng)手段。同時(shí)它將為中醫(yī)和西醫(yī)在系統(tǒng)生物學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行整合帶來(lái)革命性的變化。系統(tǒng)生物學(xué)研究正在改變著當(dāng)前的診斷和治療方法，它將和其他新技術(shù)一道，促成一種全新的預(yù)測(cè)性和預(yù)防性醫(yī)療的實(shí)現(xiàn)，并最終實(shí)現(xiàn)個(gè)性化醫(yī)療。系統(tǒng)生物學(xué)的研究將不僅對(duì)生命科學(xué)和生物技術(shù)產(chǎn)生重大影響，而且將對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和人類本身產(chǎn)生重大影響。

中醫(yī)證候的研究方法，一方面可以遵循中醫(yī)學(xué)傳統(tǒng)的方法進(jìn)行辨證治療研究，遴選出中醫(yī)醫(yī)療經(jīng)驗(yàn)豐富的中醫(yī)臨床專家進(jìn)行診察辨證，搜集臨床資料，逐漸積累病例，不斷進(jìn)行總結(jié)與交流，到一定時(shí)期達(dá)到基本的共識(shí)，制定出中醫(yī)證候分類。另一方面，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用系統(tǒng)生物學(xué)這個(gè)新的武器，遵循中醫(yī)學(xué)理論，力爭(zhēng)在較短的時(shí)間內(nèi)得出預(yù)期結(jié)果，為中醫(yī)辨證論治奠定基礎(chǔ)。

［1］李戎.創(chuàng)建“中醫(yī)證候基因組學(xué)”的可能性.中國(guó)中醫(yī)藥，2003，6(2):34－35.

［2］沈自尹.系統(tǒng)生物學(xué)和中醫(yī)證的研究.中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合雜志，2005，25(3):255－258.

［3］田道法.氣虛證模型大鼠反義DNA陣列區(qū)基因表達(dá)譜特征的初步研究.湖南中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)2001，21(2):1.

［4］王光平.應(yīng)用信使核糖核酸差異顯示研究中醫(yī)肝陽(yáng)上亢、肝陽(yáng)化風(fēng)證的基因表達(dá).湖南中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)2001，21(1):6.

［5］王忠.后基因組學(xué)時(shí)代中醫(yī)證候組學(xué)研究的思考.中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合雜志，2001，21(8):621.

［6］金光亮.證候基因組學(xué)和證候蛋白質(zhì)組學(xué)淺論.中國(guó)醫(yī)藥學(xué)報(bào)，2003，18(6):332 －335.

［7］劉希成.腎陽(yáng)虛證候的人血清比較蛋白質(zhì)組學(xué)分析.中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào)，2007，23(7):592 －599.

［8］羅和古，陳家旭.代謝組學(xué)技術(shù)與中醫(yī)證候的研究.中國(guó)中藥信息雜志，2007，14(5):3 －5.

［9］陳家旭，李偉，趙歆，等.慢性束縛應(yīng)激大鼠海馬腦啡肽mRNA和前強(qiáng)啡肽mRNA表達(dá)及中藥復(fù)方的影響.中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志，2005，21(2):121－125.

［10］王米渠，馮韌，嚴(yán)石林，等.基因表達(dá)譜芯片與中醫(yī)寒證的7類相關(guān)基因.中醫(yī)雜志，2003，44(4):288 －290.

［11］李運(yùn)倫.代謝組學(xué)是研究證候?qū)嵸|(zhì)和方劑原理的重要技術(shù)平臺(tái).山東中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)2008，32(3):187－189.

［12］王立新，楊霓芝.應(yīng)用代謝組學(xué)技術(shù)研究中醫(yī)證候的思路.廣州中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)2008，(25):366－370.

［13］胡志峰，肖誠(chéng)，何燕，等.系統(tǒng)生物學(xué)將會(huì)促進(jìn)中醫(yī)藥學(xué)的發(fā)展.上海中醫(yī)藥雜志，2007，41(2):124.

［14］廖丹.系統(tǒng)生物學(xué)的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用.中國(guó)實(shí)用醫(yī)藥雜志2007，2(13):108－109.