網(wǎng)絡(luò)針灸學：一種挖掘穴位配伍規(guī)律及生物學機制的新策略*

樊曉靖，郭　威，張玉蓮，張　博

網(wǎng)絡(luò)針灸學：一種挖掘穴位配伍規(guī)律及生物學機制的新策略*

樊曉靖1，郭威2，張玉蓮1，張博3

（1.天津中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院，天津300150；2.天津中醫(yī)藥大學，天津300193；3.天津國際生物醫(yī)藥聯(lián)合研究院，天津300457）

在大規(guī)模組學技術(shù)的推動下，針灸穴位機制的研究取得了一系列進展。然而，在穴位配伍規(guī)律和整體效應(yīng)方面，仍然缺乏深入研究，有待在方法學上尋求新的突破。網(wǎng)絡(luò)作為一種強調(diào)“聯(lián)系、整體、系統(tǒng)”的新型研究工具，已經(jīng)滲透到各學科的前沿研究領(lǐng)域，特別是網(wǎng)絡(luò)藥理學的提出對中藥方劑研究起到了極大的推動作用。因此，借鑒中藥網(wǎng)絡(luò)藥理學的研究經(jīng)驗，將網(wǎng)絡(luò)生物學與針灸學進行整合，嘗試提出"網(wǎng)絡(luò)針灸學"的概念，為針灸學在新時期的研究奠定基礎(chǔ)。

網(wǎng)絡(luò)；針灸學；穴位配伍

針灸作為中醫(yī)藥學的重要組成部分，在中國積累了幾千年的臨床實踐經(jīng)驗，西方國家也逐漸將針灸作為一種補充與替代的治療方式?！胺差A(yù)行針須審穴”，腧穴理論（或穴位理論）是針灸臨床有效的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代針灸學體系的核心［1］。然而，長期以來對不同穴位效應(yīng)的差異以及穴位配伍規(guī)律的生物學基礎(chǔ)認識不清，缺乏科學有效的實驗驗證和研究方法，制約了針灸學理論的發(fā)展和臨床療效的進一步提高。如何建立新的方法，找到適合于闡釋針灸穴位配伍科學內(nèi)涵，發(fā)掘其“臨床有效”的有益信息，已成為現(xiàn)代針灸研究領(lǐng)域十分關(guān)注的一個熱點。有幸的是，基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析的研究思想有望成為解決此問題的一個突破點。

1　基于組學技術(shù)的穴位理論研究

穴位效應(yīng)是針灸臨床療效的關(guān)鍵因素之一，理解穴位效應(yīng)是研究穴位配伍規(guī)律和生物學機制的基礎(chǔ)。穴位效應(yīng)的產(chǎn)生機制通常難以用單一生物分子的變化來描述，隨著現(xiàn)代生命科學“組學”技術(shù)的革命性進展，從大規(guī)模組學數(shù)據(jù)中獲取各個水平的分子信息，將生物信息學和系統(tǒng)生物學方法用于整合分析不同類型的多維數(shù)據(jù)，從系統(tǒng)角度去描述穴位的效應(yīng)及其差異，已成為一種研究穴位效應(yīng)的重要方式。

從組學技術(shù)層面上，目前已經(jīng)用于研究針灸穴位效應(yīng)的組學技術(shù)主要包括基因表達譜芯片［2-3］、蛋白質(zhì)組［4］、磷酸化蛋白質(zhì)組［5］、代謝組等［6］，由這些方法鑒定穴位干預(yù)后的分子變化為理解針灸穴位療法的機制提供了證據(jù)。Li等［2］采用電針“豐隆”治療實驗性高脂血癥模型顯示，電針刺激小鼠“豐隆”穴后血脂明顯下降，降脂效果與陽性對照藥物一致，并利用全基因組表達譜分析發(fā)現(xiàn)其降脂機制與直接干預(yù)肝臟膽固醇代謝通路有關(guān)。Lai等［4］利用針刺“太沖”治療自發(fā)性高血壓模型表明，血壓在連續(xù)針刺“太沖”穴5 d后維持平穩(wěn)，相比較高血壓模型組和非穴位組，血壓顯著下降，針刺穴位后蛋白質(zhì)組學研究發(fā)現(xiàn)通過針刺“太沖”穴可有效增加大鼠骨髓中抗氧化酶的表達，揭示了針刺穴位降壓的效應(yīng)機制。另一個研究小組利用同樣的模型和干預(yù)方法，取大鼠髓質(zhì)進行微小核糖核酸（miRNA）的基因表達譜芯片分析，發(fā)現(xiàn)針刺后miRNA-339、miR-223和miR-145的表達均被上調(diào)至正常血壓大鼠的水平［3］。Lee等［5］運用完全弗氏佐劑誘導(dǎo)炎性疼痛模型研究電針刺激“足三里”和“三陰交”配穴組合后的鎮(zhèn)痛效果與機制，同時從脊髓背角提取蛋白樣品進行疼痛信號蛋白的磷酸化狀態(tài)分析，與模型組比較發(fā)現(xiàn)電針刺激穴位組合后磷酸化熱休克蛋白90表達增加，磷酸化14-3-3γ蛋白表達下降。Zhang等［6］利用高分辨率質(zhì)譜分析針刺“足三里”穴位后人唾液樣本的代謝組變化，分析結(jié)果顯示針刺后苯丙氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸鹽代謝和甾類激素合成通路都受到了干擾，這個小組利用相同的方法還分析了尿液樣本的代謝組變化，為理解針刺“足三里”穴位效應(yīng)的生物學機制提供了全面的認識。Wang等［7］還利用線性規(guī)劃特征選擇方法分析針刺“足三里”、“梁門”、“巨髎”、“陽陵泉”、“委中”5個穴位的代謝指紋譜數(shù)據(jù)，比較了針刺不同穴位在效應(yīng)上的異同，很好地解決了穴位特異性的研究問題。

在上述組學研究的基礎(chǔ)上，2009年中國第364次香山科學會議正式提出了“針刺穴位組學”的概念，目的是運用現(xiàn)代科學技術(shù)和創(chuàng)新實驗方法驗證穴位理論的科學性［8］。

然而，盡管這些基于組學技術(shù)的研究從不同層次輔證穴位效應(yīng)與配伍理論存在一定的合理性，但是僅靠單一組學研究無異于大規(guī)模的還原式研究，仍然對穴位理論的根本問題缺乏實質(zhì)性認識，如穴位配伍為何產(chǎn)生協(xié)同或拮抗作用，配穴的原則和規(guī)律是什么等問題。因此，現(xiàn)代針灸學研究的最重要目標是發(fā)展一種新的、更為科學的方法，用于研究針灸穴位所產(chǎn)生效應(yīng)之間的相互作用原理，闡釋穴對、穴位處方調(diào)節(jié)雙向性和整體性等特點。

2　網(wǎng)絡(luò)針灸學提出的背景

隨著針灸研究領(lǐng)域各種高通量組學數(shù)據(jù)的不斷積累、大數(shù)據(jù)分析方法與能力的迅速發(fā)展、多學科交叉研究思想的逐漸融合，現(xiàn)代針灸學研究正處于向“新常態(tài)”過渡的過程中。雖然利用海量的組學數(shù)據(jù)，研究者開始從單因素孤立地看待問題向多角度系統(tǒng)地探索疾病、控制疾病進行轉(zhuǎn)變，但是單純依賴這些組學研究對于理解針灸療法對人體的調(diào)控機制還遠遠不夠。

目前，針灸研究中亟需引入新的研究思路，促使現(xiàn)有研究模式脫離單純基于組學的大規(guī)模還原式研究，使得針灸現(xiàn)代研究由描述轉(zhuǎn)為預(yù)測成為可能。以網(wǎng)絡(luò)分析思想為指導(dǎo)去研究認識疾病分子機制［9］與藥物作用機制［10］被認為是一個重要的研究理念。最近國際上陸續(xù)提出網(wǎng)絡(luò)生物學［11］、網(wǎng)絡(luò)醫(yī)學［12］、網(wǎng)絡(luò)藥理學［10］等新概念，帶來了生物醫(yī)藥研究的重大變革。其中將網(wǎng)絡(luò)藥理學與中藥方劑研究有機融合形成的中藥網(wǎng)絡(luò)藥理學，已經(jīng)用于理解和處理方劑化學體系與機體生物系統(tǒng)的復(fù)雜性問題，推動了中藥組方用藥理性設(shè)計的發(fā)展［13］。同時，這為現(xiàn)代針灸研究也帶來新的機遇與挑戰(zhàn)。最大的機遇在于能夠利用網(wǎng)絡(luò)分析的研究思想來描述穴位配伍規(guī)律、刻畫其生物學機制，進而理解穴位干預(yù)療法與機體復(fù)雜系統(tǒng)之間的相互作用，為發(fā)揮穴位配伍的特色與優(yōu)勢，回應(yīng)國際上對穴位理論的質(zhì)疑創(chuàng)造了有利的條件，而最大的挑戰(zhàn)在于如何將網(wǎng)絡(luò)分析思想與穴位配伍理論有機結(jié)合，發(fā)現(xiàn)新規(guī)律，并利用這種規(guī)律探索一種易于掌握的配穴策略，推出更為簡單而合理的配穴方案。

在上述科技背景下，國內(nèi)外研究者已經(jīng)開展了相關(guān)的研究工作。Wang等［14］以針灸學常用教材所載穴方為數(shù)據(jù)來源構(gòu)建了兩部圖網(wǎng)絡(luò)，并運用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)發(fā)現(xiàn)穴的配證關(guān)系具有冪率分布特征，即通過少量配穴可調(diào)治大多數(shù)證候，表明針灸處方的辨證取穴關(guān)系在整體上具有復(fù)雜特性。Lee等［15］借鑒基于互信息熵分析中藥配伍的方法構(gòu)建了穴位配伍網(wǎng)絡(luò)，揭示了針灸治療后背痛疼的穴位組合規(guī)律。Wu等［16］結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在中醫(yī)藥其他領(lǐng)域的應(yīng)用詳細剖析了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)用于穴位配伍理論研究的可行性。

圖1　生物網(wǎng)絡(luò)是理解穴位組方與病證關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)Fig.1　Biologicalnetwork is thebasis to understand the acupoint prescription and syndrom e association

3　網(wǎng)絡(luò)針灸學研究的思路

由節(jié)點和連線組成的“網(wǎng)絡(luò)”，既是機體復(fù)雜生物系統(tǒng)的構(gòu)建基礎(chǔ)，也是研究系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)和動力學性質(zhì)的強有力工具。筆者提出“網(wǎng)絡(luò)針灸學”旨在將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)用于研究穴位配伍規(guī)律和生物學機制，由此設(shè)計和預(yù)測最佳的針灸穴位干預(yù)方式。網(wǎng)絡(luò)針灸學的研究重點是將穴位效應(yīng)、病證映射于生物分子網(wǎng)絡(luò)，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)建立穴位干預(yù)與病證的關(guān)聯(lián)機制，見圖1。這里的“穴位干預(yù)”指單一穴位、穴對或穴方；“病證”指具有分子基礎(chǔ)的疾病、證候或相關(guān)表型；“生物分子網(wǎng)絡(luò)”主要是基因及其產(chǎn)物等生物分子之間通過復(fù)雜相互作用而形成的網(wǎng)絡(luò)，也可拓展到以生物分子為基礎(chǔ)的廣義網(wǎng)絡(luò)，如信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)、生物過程網(wǎng)絡(luò)、代謝網(wǎng)絡(luò)等。其中，網(wǎng)絡(luò)針灸學的一種研究思路具體而言，即以病證生物分子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)為干預(yù)對象，通過衡量穴位干預(yù)后的效應(yīng)分子譜與病證分子網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)穴位干預(yù)效應(yīng)的生物學機制。通過分析每個穴位的效應(yīng)譜分子在網(wǎng)絡(luò)上的分布規(guī)律，來探索“循經(jīng)選穴”，“辯證選穴”，“遠近配穴”，“前后配穴”，“上下配穴”等經(jīng)典配穴理論的網(wǎng)絡(luò)特征。進而，利用這種網(wǎng)絡(luò)特征來預(yù)測選穴組方的臨床生物標志，并利用所發(fā)現(xiàn)的規(guī)律來進行選穴組方的理性設(shè)計。

“證候”是一系列相互關(guān)聯(lián)癥狀的統(tǒng)稱，是對望、聞、問、切四診所獲知的疾病過程中表現(xiàn)在整體層次上的機體反應(yīng)狀態(tài)的高度抽象和總結(jié)［17］。正確的辨證是中醫(yī)診斷和方劑針灸治療的關(guān)鍵所在。證候的本質(zhì)是在機體內(nèi)部多個系統(tǒng)和層次上不平衡的綜合表現(xiàn)，以辨證為基礎(chǔ)的針灸穴位配伍治療即可促進機體平衡狀態(tài)的快速恢復(fù)［18-19］。利用生物分子網(wǎng)絡(luò)建立的機體狀態(tài)平衡模型可以度量中醫(yī)寒熱證候相應(yīng)的失衡狀態(tài)［20］，因此，可通過這一模型來研究針灸穴位配伍的組合效應(yīng)和生物學機制，進而從整體網(wǎng)絡(luò)角度理解針灸穴位配伍效應(yīng)與證候之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，這也是網(wǎng)絡(luò)針灸學的另一研究思路。同時，不同病證在網(wǎng)絡(luò)平衡狀態(tài)上存在一定的區(qū)別與聯(lián)系，有助于研究藥物“同病異治”、“異病同治”的作用特點。

4　小結(jié)與展望

針灸穴位配伍所產(chǎn)生整體增效的生物學功能與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)所具有的“整體性”特征不謀而合，隨著大量組學數(shù)據(jù)的不斷積累，對于穴位效應(yīng)的理解更為深入，同時將網(wǎng)絡(luò)分析方法用于穴位配伍理論研究已經(jīng)取得一些進展，使得網(wǎng)絡(luò)針灸學呼之欲出。這一研究思路將有助于揭示傳統(tǒng)針灸穴位配伍理論的內(nèi)在規(guī)律和生物學基礎(chǔ)，為選穴組方的理性設(shè)計和提高針灸臨床療效提供了理論指導(dǎo)，其發(fā)展道路將是光明的。

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（本文編輯：張震之，高 杉）

·啟事·

Network acupuncture:a new strategy to investigate the rulesand biologicalmechanism sofacupiontcompatibility

FAN Xiao-jing1，GUOWei2，ZHANGYu-lian1，ZHANGBo3
（1.The Second HospitalAffiliated of Tianjin University of TraditionalChineseMedicine，Tianjin 300150，China；2.Tianjin University of TraditionalChinese Medicine，Tianjin 300193，China；3.Tianjin International Joint Academy of Biotechnology&Medicine，Tianjin 300457，China）

A greatprogresson the study of themechanism ofacupuncture hasbeenmadewith the help ofmassive omics technology.However，there is little further study on the compatibility regularity and overall effectofacupoints，and a new breakthrough can be sought in methodology.Network，a new research toolemphasizing“connection，entity，system”，hasbeen widely used allover the advanced study；especially the network pharmacology has largely promoted the study of traditional Chinese herbs and formulas.Therefore，learning from network pharmacology on the traditional Chinese herbs，we tried to combine acupuncture with network biology to propose“network acupuncture”，in order to lay foundation of further study on acupuncture in thenew period.

network；acupuncture science；acupiont compatibility

R245.9

A

1672-1519（2015）02-0080-04

10.11656/j.issn.1672-1519.2015.02.05

國家自然科學基金項目（81303139）。

樊曉靖（1981-），女，碩士，主治醫(yī)師，研究方向是針灸理論基礎(chǔ)與臨床。

張博，E-mail:z-b07@mails.tsinghua.edu.cn。

（2014-11-04）