基于代謝組學(xué)的扶正化瘀方抗肝纖維化差異療效機(jī)制研究探討

楊 濤 劉成海

(1 上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院肝病研究所，上海，201203； 2 上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院傳染病研究所，上海，201203； 3 上海高校中醫(yī)內(nèi)科學(xué)E-研究院，上海，201203)

基于代謝組學(xué)的扶正化瘀方抗肝纖維化差異療效機(jī)制研究探討

楊 濤1，2劉成海1，3

(1 上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院肝病研究所，上海，201203； 2 上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院傳染病研究所，上海，201203； 3 上海高校中醫(yī)內(nèi)科學(xué)E-研究院，上海，201203)

同一疾病相同治療卻出現(xiàn)不同療效，這是臨床常見(jiàn)現(xiàn)象與中醫(yī)學(xué)強(qiáng)調(diào)“同病異治”的原因所在。既往研究證實(shí)，中藥新藥扶正化瘀方抗乙肝肝纖維化的有效率為52%，為何另約一半患者未出現(xiàn)肝組織纖維化逆轉(zhuǎn)？從這一問(wèn)題出發(fā)，結(jié)合中醫(yī)據(jù)病分證、疾病遺傳背景差異等認(rèn)識(shí)發(fā)展，基于代謝組學(xué)整體反應(yīng)的特點(diǎn)，提出“對(duì)扶正化瘀方有效與無(wú)效的乙肝肝纖維化患者群存在內(nèi)源性生物與外源性藥物代謝組學(xué)的差異特征，且相互影響，構(gòu)成該藥物對(duì)乙肝肝纖維化同病同治而差異療效的內(nèi)在基礎(chǔ)”的科學(xué)假說(shuō)。首先動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，了解扶正化瘀方對(duì)肝纖維化模型生物代謝組的影響與藥物代謝變化特點(diǎn)，繼之以扶正化瘀方治療乙肝肝纖維化患者，以組織纖維化病理評(píng)價(jià)療效，將患者分為顯效與無(wú)效2組，進(jìn)行給藥前后的生物與藥物代謝組學(xué)檢測(cè)、代謝網(wǎng)絡(luò)分析，驗(yàn)證以上科學(xué)假說(shuō)，闡明扶正化瘀方抗乙肝肝纖維化差異療效的內(nèi)在機(jī)制，明確該藥物作用原理與最佳適應(yīng)證，促進(jìn)中醫(yī)學(xué)“同病異治”的科學(xué)詮釋。

代謝組學(xué)；中藥復(fù)方；同病異治；肝纖維化；扶正化瘀方

慢性病毒性肝炎、酒精性肝病、脂肪性肝病與自身免疫性肝病等慢性肝病發(fā)病廣、危害重，是嚴(yán)重威脅我國(guó)人民群眾健康的重大疾病。肝纖維化是以上多種慢性肝病的共同病理特征，其存在與發(fā)展導(dǎo)致慢性肝病患者進(jìn)展為肝硬化與肝癌。因此，抗肝纖維化治療在慢性肝病的治療中具有重要意義。然而，肝纖維化病理機(jī)制復(fù)雜，美國(guó)FDA尚無(wú)批準(zhǔn)的生物或化學(xué)藥物，中醫(yī)藥在該領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)幾代人的努力，形成了具有我國(guó)原創(chuàng)特征的中西醫(yī)結(jié)合抗肝纖維化診療指南，出現(xiàn)了扶正化瘀膠囊(片)、鱉甲軟肝膠囊等抗肝纖維化臨床藥物。而且，扶正化瘀膠囊(片)在美國(guó)經(jīng)過(guò)多臨床中心II期臨床試驗(yàn)，以治療前后2次肝活檢病理組織學(xué)為主評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該藥對(duì)美國(guó)慢性丙型肝纖維化患者也有較好療效，引起國(guó)際肝病學(xué)術(shù)領(lǐng)域廣泛關(guān)注。

然而，回顧研究我們發(fā)現(xiàn)：雖然扶正化瘀制劑(膠囊/片劑)在國(guó)內(nèi)臨床應(yīng)用已12年，作用機(jī)制[1]與效應(yīng)物質(zhì)[2]也已基本了解，但是該藥物對(duì)慢性肝病患者群體的肝纖維化組織學(xué)逆轉(zhuǎn)不盡相同。例如，以肝組織活檢為主要療效評(píng)價(jià)指標(biāo)的國(guó)內(nèi)多中心臨床試驗(yàn)證實(shí)：扶正化瘀膠囊對(duì)慢性乙型肝炎肝纖維化的肝組織纖維化逆轉(zhuǎn)率為52%，盡管遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于對(duì)照組的23.3%，但是，仍然有48%的患者未出現(xiàn)明顯的組織學(xué)逆轉(zhuǎn)[3]。針對(duì)同一種疾病病理——慢性乙型肝炎肝纖維化，采用同一種中藥復(fù)方制劑——扶正化瘀方，為何結(jié)果有明顯的療效差異？針對(duì)這一問(wèn)題的探究，不僅可以進(jìn)一步闡明該中藥復(fù)方的作用原理，明晰該復(fù)方制劑的最佳適應(yīng)證，提高中醫(yī)藥抗肝纖維化的臨床應(yīng)用水平與療效，而且有助于促進(jìn)進(jìn)一步了解肝纖維化的特征分類，促進(jìn)中醫(yī)學(xué)“同病異治”科學(xué)內(nèi)涵的闡明及其中醫(yī)藥現(xiàn)代化發(fā)展。

1 “同病異治”是中醫(yī)學(xué)的重要治療原則，取決于證候差異，如同病異證時(shí)同治則會(huì)導(dǎo)致療效差異

所謂同病異治，是指同一病證，可因人、因時(shí)、因地的不同，或由于病情的發(fā)展、病型的各異、病機(jī)的變化等差異，治療上應(yīng)根據(jù)不同情況，采取不同的治法。同病異治這一治療原則，最早見(jiàn)于《黃帝內(nèi)經(jīng)》。如《素問(wèn)·異法方宜論》中說(shuō)：“醫(yī)之治病也，一病而治各不同，皆愈何也?……故圣人雜合以治，各得其所宜，故治所以異而病皆愈者，得病之情，得治之大體也”。至漢代，醫(yī)圣張仲景進(jìn)一步對(duì)不同的病進(jìn)行同中求異的辨證及歸納整理，總結(jié)和發(fā)展了“同病異治”的治療原則，例如他針對(duì)同一“太陽(yáng)風(fēng)溫病”，根據(jù)病情的不同，分別施以“桂枝湯”“麻黃湯”等不同的治療方法?？梢?jiàn)“同病異治”是中醫(yī)學(xué)治療學(xué)的特色與精髓，在臨床實(shí)踐早已存在，并普遍運(yùn)用?！巴‘愔巍迸c“異病同治”均是中醫(yī)學(xué)辨證論治原則的具體體現(xiàn)，同一疾病采用相同或不同治療，取決于“證候”，即表現(xiàn)相同證候，可采取相同治法。如同一疾病不同患者或不同發(fā)展階段的證候不同，則應(yīng)采用不同治法——“異治”，反之如仍然采用相同治法則會(huì)差異療效，得不到預(yù)期效果。同病同治而出現(xiàn)療效差異，也提示同一疾病的群體有證候差異。因此，“病證結(jié)合、以病統(tǒng)證”已逐漸成為當(dāng)今中醫(yī)臨床實(shí)踐的共識(shí)[4]，問(wèn)題是如何科學(xué)全面的認(rèn)識(shí)“證候”本質(zhì)，客觀有效的表征“證候”特征。

2 疾病的發(fā)展與遺傳背景等機(jī)體內(nèi)在因素有關(guān)，遺傳背景差異可影響藥物的治療效果

越來(lái)越多的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)證據(jù)表明，不同的基因型、基因多態(tài)性等遺傳背景影響到疾病的轉(zhuǎn)歸發(fā)展，也影響到對(duì)藥物的應(yīng)答反應(yīng)與療效。例如，同樣的慢性丙型肝炎患者，發(fā)展為肝纖維化的時(shí)間可相差5倍[5]。丙型肝炎病毒(HCV)有11個(gè)基因型，干擾素α(IFN-α)對(duì)基因1型HCV的療效不理想[6]，長(zhǎng)效干擾素(派羅欣)聯(lián)合利巴韋林對(duì)基因1型HCV的病毒清除達(dá)52%，而對(duì)非基因1型的HCV則高達(dá)78%[7]。不僅如此，宿主IL-28B的基因多態(tài)性與擾素聯(lián)合利巴韋林方案抗HCV的應(yīng)答有關(guān)，該基因的變異決定慢性丙型肝炎患者的治療效果[8]。與丙肝類似，乙型肝炎病毒(HBV)的根據(jù)基因序列異質(zhì)性超過(guò)8%，分為8種類型[9]。不同基因類型的乙肝的臨床和病毒學(xué)表現(xiàn)也不一樣，對(duì)藥物應(yīng)答率也不一樣。比如C型HBV比B型臨床上更容易引起嚴(yán)重的肝損害，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的肝病[10]，并且它對(duì)抗病毒藥物——IFN-α的應(yīng)答率比B型要低[11]。同樣的現(xiàn)象在腫瘤治療過(guò)程也有呈現(xiàn)，不同基因型的腫瘤對(duì)藥物的敏感也是不一樣，典型的抗體藥物如赫賽汀(Herceptin)，它以人類表皮生長(zhǎng)因子受體2(HER2)為靶向，對(duì)HER2陽(yáng)性的乳腺癌[12]和胃癌[13]患者有顯著療效，而對(duì)非HER2陽(yáng)性癌癥患者治療效果并不理想。不僅如此，人體內(nèi)的藥物代謝酶也具有遺傳多態(tài)性，這導(dǎo)致不同個(gè)體對(duì)藥物的體內(nèi)代謝產(chǎn)生差異性，這也是引起同一藥物對(duì)同一疾病在不同人體上治療失敗的主要原因之一[14]。他莫昔芬是用于乳腺癌治療的藥物，體內(nèi)90%的他莫昔芬由CYP3A4代謝為無(wú)活性的產(chǎn)物，而另外10%可由CYP2D6代謝為活性產(chǎn)物4-OH-他莫昔芬和去甲基他莫昔芬(Endoxifen)，Goetz等[15]報(bào)研究發(fā)現(xiàn)，與CYP2D6*4雜合子和野生型患者相比，CYP2D6*4純合子變異的乳腺癌患者使用他莫昔芬治療效果較差。紫杉醇由于受CYP3A5基因多態(tài)性的影響，使它在CYP3A5*3變異基因型攜帶者血藥濃度明顯高于野生型基因者[16]。由此可見(jiàn)，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)既對(duì)同一疾病進(jìn)行細(xì)分類別也對(duì)會(huì)根據(jù)人群的代謝酶基因的分型不同而采取不同治療方案，猶如中醫(yī)證候分類。這種從基因遺傳等水平的分類，是對(duì)疾病的由表及里、由淺入深不斷深入，最終是透過(guò)宏觀的表象相同，窺見(jiàn)微觀的特征差異，繼而指導(dǎo)治療，與中醫(yī)學(xué)的“辨證論治、同病異治”的思想有異曲同工之妙。

3 代謝組學(xué)具有終端綜合的特點(diǎn)，生物代謝組學(xué)差異可反映疾病的證候特征，而且代謝組學(xué)差異特征則可能是同病同治異效的內(nèi)在原因

同病同治而治療效應(yīng)不一樣，這是中醫(yī)和西醫(yī)臨床治療過(guò)程中普遍存在，這由于基因、環(huán)境、生活習(xí)慣等多種因素均可影響機(jī)體對(duì)于藥物的處置導(dǎo)致了個(gè)體間藥物反應(yīng)的差異[17]。如前所述的HER2基因決定了乳腺癌患者對(duì)赫賽汀的應(yīng)答反應(yīng)，可以說(shuō)HER2基因就是乳腺癌“同病異治”的物質(zhì)基礎(chǔ)之一。不僅基因可以用于表征機(jī)體狀態(tài)和預(yù)測(cè)藥物的應(yīng)答效果，而且代謝組學(xué)也是一種非常有效的技術(shù)。例如，Tan等[18]采用液質(zhì)聯(lián)用的代謝組學(xué)技術(shù)，成功區(qū)分出大小肝癌，也將肝癌與慢性肝病加以區(qū)分，并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)?；悄懰幔苎字Ｒ掖及泛腿苎蚜字菨撛诟伟┰缙谠\斷標(biāo)志物。同樣，Chen等[19]也是液質(zhì)聯(lián)用的代謝組學(xué)技術(shù)，在上皮性卵巢癌患者血清的小分子27-nor-5beta-cholestane-3，7，12，24，25pentol glucuronide代謝物明顯高于良性腫瘤，而且在早期上癌癥患者也呈高表達(dá)。由此可見(jiàn)，代謝特征性標(biāo)示物可以反映疾病“擾動(dòng)”后所發(fā)生的特異性偏離狀態(tài)，也就是說(shuō)疾病有代謝組背景差異。隨著代謝組學(xué)的分支——藥物代謝組學(xué)的發(fā)展，它通過(guò)比較分析給藥前后個(gè)體的代謝表型和反應(yīng)表型來(lái)進(jìn)行藥物療效或毒性評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)[17]。人們意識(shí)到，藥物在個(gè)體上可能引起的反應(yīng)能夠被給藥前的代謝物表型所預(yù)測(cè)，而給藥前代謝物的表型能夠反應(yīng)藥物代謝和藥物效應(yīng)相關(guān)的多種因素，即藥物代謝組學(xué)對(duì)個(gè)體反應(yīng)具備預(yù)測(cè)性[20]。2006年，Clayton[21]以對(duì)乙酰氨基酚(Paracetamo，1 600 mg/kg，ig)所致的肝臟毒性模型為研究對(duì)象，采用基于1H-NMR的代謝組學(xué)技術(shù)，揭示出大鼠給藥前機(jī)體內(nèi)源性代謝物與外源性藥物對(duì)乙酰氨基酚相關(guān)代謝差異與給藥后肝臟損傷程度之間存在關(guān)聯(lián)性。Li等[22]發(fā)現(xiàn)，給藥前代謝表型明顯異常的大鼠，施以鏈脲佐菌素(55 mg/kg)96 h后，大鼠空腹血糖值明顯與其余大鼠的血糖有差異。同樣，AI Zweiri等[23]采用NMR和MS技術(shù)治療前后的血液樣本，結(jié)果表明，藥物代謝組學(xué)能夠很好地預(yù)測(cè)機(jī)體對(duì)不同藥物的反應(yīng)，并找到生物預(yù)測(cè)物。以上研究都表明，給藥前生物樣品中代謝物的水平可以用于預(yù)測(cè)機(jī)體未來(lái)的藥物反應(yīng)表型，這也提示了是藥物代謝組學(xué)可以用于同病同治而療效差異的內(nèi)在基礎(chǔ)的研究。

不僅如此，代謝組學(xué)的研究方法已廣泛運(yùn)用于中醫(yī)的證候、中藥作用機(jī)制等領(lǐng)域。目前認(rèn)為中醫(yī)“證候”可能是蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)和基因調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)被疾病“擾動(dòng)”后所發(fā)生的一種特異性偏離狀態(tài)，并通過(guò)其分泌到血液、尿液的內(nèi)源性成分的改變，以組、群、譜的特征客觀地反映出來(lái)，而代謝組學(xué)正是具備解決這些組、群、譜集成問(wèn)題的功能[24]。其中生物代謝組學(xué)是研究生物體受到刺激或擾動(dòng)后，所有低分子量的代謝產(chǎn)物隨時(shí)空變化的一種組學(xué)方法[25]。它研究的是生物體在一定條件下的代謝產(chǎn)物，反映了基因、蛋白表達(dá)異動(dòng)的結(jié)果，是各因素綜合作用下的終端效應(yīng)的綜合體現(xiàn)。這是解決中醫(yī)藥的現(xiàn)代問(wèn)題是一種有效的方法。如Gou等[27]以CCl4成功誘導(dǎo)大鼠肝纖維化模型，采用GC/MS從尿液中發(fā)現(xiàn)10種明顯的與能量代謝、氨基酸、脂肪酸等相關(guān)的代謝標(biāo)記物與肝纖維化有關(guān)，并且進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)中藥復(fù)議“下瘀血湯”能通過(guò)調(diào)節(jié)其中的8種代謝起到抗纖維化作用。Wang等[28]采用UHPLC/MS技術(shù)探討了心氣虛的代謝特征，以及中藥復(fù)方“溫心方”療效有機(jī)制，發(fā)現(xiàn)了心氣虛的17種代謝標(biāo)記物經(jīng)及與“心氣虛”的機(jī)體擾動(dòng)有關(guān)的有不飽和脂肪酸合成代謝、嘌呤代謝的網(wǎng)絡(luò)等，并且還闡明了“溫心方”作用機(jī)制是能通過(guò)調(diào)控多個(gè)代謝網(wǎng)絡(luò)擾動(dòng)，使它們回歸到正常狀態(tài)。這些研究都說(shuō)明了代謝組學(xué)差異可以反映中醫(yī)的證候特征，而且中藥復(fù)方治療效應(yīng)也可通過(guò)代謝組的特征變化來(lái)反應(yīng)。

4 科學(xué)假說(shuō)的提出與主要工作思路

基于扶正化瘀方抗乙肝肝纖維化臨床差異療效現(xiàn)象、疾病證候分類與基因分類及其治療應(yīng)答特點(diǎn)、代謝組學(xué)機(jī)體狀態(tài)與藥物作用機(jī)制，我們提出如下假說(shuō)：

對(duì)抗肝纖維化中藥復(fù)方有效與無(wú)效的慢乙肝肝纖維化患者群存在內(nèi)源性生物代謝組學(xué)與外源性藥物代謝組學(xué)的差異特征，且兩種代謝組學(xué)相互影響；這種內(nèi)源性與外源性代謝組的特征差異是扶正化瘀方治療乙肝肝纖維化出現(xiàn)“同病同治”差異療效的內(nèi)在基礎(chǔ)。

本研究擬先采用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，明確扶正化瘀方的自身藥物代謝及其對(duì)肝纖維化動(dòng)物內(nèi)源性生物代謝的調(diào)節(jié)特征；繼之以扶正化瘀方臨床慢乙肝肝纖維化患者，根據(jù)肝組織病理療效評(píng)價(jià)結(jié)果，將肝纖維化患者按顯效與無(wú)效兩組進(jìn)行分層分析，分析兩組治療前/后的生物代謝組差異、兩組扶正化瘀方的藥物代謝物質(zhì)組差異、同組治療前后的生物代謝組差異，從而驗(yàn)證以上科學(xué)假說(shuō)，發(fā)現(xiàn)扶正化瘀方顯效群體的代謝標(biāo)記物，以及扶正化瘀方的代謝物質(zhì)組的特征性成分，闡明扶正化瘀方治療慢乙肝肝纖維化同一疾病而出現(xiàn)療效差異的內(nèi)在機(jī)制，進(jìn)一步了解該中藥復(fù)方的作用原理與最佳適應(yīng)證，促進(jìn)中醫(yī)學(xué)“同病異治”內(nèi)涵的科學(xué)詮釋。

主要研究思路見(jiàn)圖1。

圖1 主要研究思路

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(2014-03-17收稿 責(zé)任編輯：洪志強(qiáng))

Exploration on Mechanism of Different Therapeutic Effects of Fuzheng Huayu Formula on Different Patients with Liver Fibrosis from the Aspect of Metabonomics

Yang Tao1，2， Liu Chenghai1，3

(1ShuguangHospitalAffiliatedtoShanghaiUniversityofTraditionalChineseMedicine，HepatopathyResearchInstituteofShanghaiUniversityofTraditionalChineseMedicine，Shanghai201203，China; 2InfectiousDiseaseResearchInstitutesofShuguangHospitalAffiliatedtoShanghaiUniversityofTraditionalChineseMedicine，Shanghai201203，China; 3TraditionalChineseInternalMedicineAcademyofShanghaiHighEducationInstitutes，Shanghai201203，China)

It is clinically common to see different therapeutic effects of the same kind of therapy on different individuals with the same disease， and that is why traditional Chinese medicine emphasizes that the different therapies shall be given to different patients with the same diseases. Studies in the past showed that the therapeutic effect of Fuzheng Huyu formula treating liver fibrosis was 52%， and why did nearly half of the patients have no positive fibrosis improvement? In order to answer the question， a hypothesis of “l(fā)iver fibrosis patients responding differently to Fuzheng Huyu formula may have differences on endogenous biology and exogenous drug metabonomics” was established and might be the theoretical foundation to treat differently on the patients with the same disease. First an animal test was conducted to learn the effect of Fuzheng Huayu formula on metalolome of the model annimals as well as the metabolism changes of the drug. Then it was used to treat liver fibrosis patients to evaluate the effect through pathological tissue fibrosis observation. Patients who showed therapeutic effect and no therapeutic effect were given tests on biological and drug metabolism as well as metabolism network analysis to prove the hypothesis. It verifies the mechanism of different therapeutic effects of Fuzheng Huayu formula on different individuals with liver fibrosis， and identifies the drug action principles and best indications which promotes the scientific explanation of Chinese theory of “different therapies shall be given to different patients with the same diseases”.

Motabonomics; Chinese compound medicine; Treating the same disease with different therapies; Liver fibrosis; Fuzheng Huayu formula

國(guó)家科技重大專項(xiàng)(編號(hào)：2014ZX1005001)；上海市醫(yī)學(xué)領(lǐng)軍人才計(jì)劃(編號(hào)：LJ10005)；中國(guó)博士后科學(xué)基金(編號(hào)：2012M520921)；上海博士后基金(編號(hào)：12R21415400)

楊濤(1979—)，男，助理研究員(博士)；研究方向：中藥復(fù)方活性成分與作用機(jī)制研究；E-mail：yangtao8579@163.com

劉成海，教授；Tel：(021)20256521，E-mail：chenghailiu@hotmail.com)

R256.4

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2014.05.003