HIV/AIDS 中醫(yī)證候代謝組學(xué)研究設(shè)想

張　淼　馬素娜

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HIV/AIDS 中醫(yī)證候代謝組學(xué)研究設(shè)想

張淼馬素娜

(河南中醫(yī)學(xué)院艾滋病研究所,鄭州,450008)

代謝組學(xué)做為系統(tǒng)生物學(xué)的組成部分,是一門新興的學(xué)科,而隨著代謝組學(xué)在中醫(yī)學(xué)中的深入研究,其與中醫(yī)的證有著相同的思維方式,具有相同的特點(diǎn)(整體性、動態(tài)性、即時(shí)性),將成為中醫(yī)證候客觀化、標(biāo)準(zhǔn)化的研究有力的研究方法。本文結(jié)合文獻(xiàn)描述和課題組的研究結(jié)果,對HIV/AIDS中醫(yī)證候的研究提出設(shè)想。

hIV/AIDS;中醫(yī)證候;代謝組學(xué);設(shè)想

Key WordshIV/AIDS;TCM symptoms;Metabonomics;Hypothesis

艾滋病(獲得性免疫缺陷綜合征(Acquired Immunodeficiency Syndrome,AIDS,或HIV/AIDS)是難治性的傳染病,嚴(yán)重威脅到人類健康問題,目前我國HIV/AIDS疫情嚴(yán)峻,流行范圍廣,已覆蓋全國范圍,有高危人群逐漸向一般人群擴(kuò)散的趨勢。既往研究表明,中醫(yī)藥在防治HIV/AIDS方面起到了積極的作用,并引起了全球醫(yī)學(xué)工作者的關(guān)注。

1hIV/AIDS中醫(yī)證候

讓世界了解中醫(yī),展示出自己的優(yōu)勢,這是目前許多中醫(yī)學(xué)專家正在致力于研究的課題,在國際醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中,中醫(yī)學(xué)的整體觀念、辨證論治及個(gè)體化治療也逐漸得到了認(rèn)可。辨證論治是中醫(yī)學(xué)的精髓,但由于中醫(yī)證候的診斷和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),目前主要還是依靠歷代醫(yī)家個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)及古典醫(yī)籍文獻(xiàn)描述,導(dǎo)致中醫(yī)證候的描述缺乏統(tǒng)一性,臨床使用中缺乏客觀化和標(biāo)準(zhǔn)化。用現(xiàn)代科學(xué)的語言來表現(xiàn)中醫(yī)證候的物質(zhì)基礎(chǔ)和內(nèi)涵,是中醫(yī)學(xué)發(fā)展的趨勢。現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了系統(tǒng)生物學(xué)高速發(fā)展的時(shí)代了,代謝組學(xué)作為系統(tǒng)生物學(xué)的一個(gè)組成部分,對中醫(yī)證候本質(zhì)的研究將會更加客觀化、標(biāo)準(zhǔn)化,找到中醫(yī)和西醫(yī)共同的語言,使中醫(yī)學(xué)得到真正的繼承和發(fā)展。

課題組從“十五”國家科技攻關(guān)、國家自然基金、“十一五”科技攻關(guān)到“十二五”科技攻關(guān)項(xiàng)目對HIV/AIDS中醫(yī)證候進(jìn)行了系統(tǒng)研究,分析了2011年前的有關(guān)HIV/AIDS中醫(yī)證候文獻(xiàn)[1],制定了中醫(yī)證候調(diào)查表,進(jìn)行了河南省大樣本流行病學(xué)調(diào)查,建立了HIV/AIDS中醫(yī)證候數(shù)據(jù)庫,制定了常見證型的HIV/AIDS中醫(yī)證候診斷量表[2],運(yùn)用轉(zhuǎn)錄組學(xué)[3]、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)生物學(xué)探索,從文獻(xiàn)學(xué)、流行病學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)生物學(xué)方面進(jìn)行了研究,取得了一定的成果[4]。

2　代謝組學(xué)

1999年,Nicholson首先提出了代謝組學(xué)的概念,它是一門新興的組學(xué)技術(shù),是蛋白質(zhì)組、轉(zhuǎn)錄組和基因組總體表達(dá)的結(jié)果,代謝組學(xué)同中醫(yī)證候的整體觀念是一致的,也是把人作為一個(gè)整體來進(jìn)行研究,通過是對機(jī)體內(nèi)生物樣品中代謝組分的定性、定量分析,主要是對機(jī)體內(nèi)樣本中相對分子量小于1 000的代謝物質(zhì)分析,運(yùn)用體內(nèi)代謝物的變化來反映機(jī)體的病理生理的變化情況,闡明生命復(fù)雜系統(tǒng),同中醫(yī)學(xué)中的證候的表述是一致的。在對中醫(yī)證候的研究中引入代謝組學(xué)的方法,具有重大的意義。代謝組學(xué)目前在中醫(yī)證候本質(zhì)研究中,主要從臨床疾病證候,如高血壓[5]、肝炎[6]、腫瘤[7]、糖尿病[8]等的臨床常見證候;中醫(yī)證候本質(zhì)的研究[9],如血瘀證、陽虛水停證等;病癥結(jié)合動物模型證候,脾虛證動物模型[10]、肝郁證動物模型[11]等幾方面,進(jìn)行了研究,取得了一定的成果。

代謝組學(xué)目前主要的技術(shù)平臺有磁共振技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù),課題組采用了磁共振技術(shù)和液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行了分析測試。核磁共振技術(shù),其樣本預(yù)處理簡單、用量少、無損傷性、無偏向性、可進(jìn)行實(shí)時(shí)和動態(tài)監(jiān)測,用于研究復(fù)雜成分,但是它的靈敏度低,檢測到的物質(zhì)相對較少且難以定性;液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的靈敏度也高于核磁共振,但定量準(zhǔn)確性不高。因此在研究中,將這些分析技術(shù)依據(jù)實(shí)際需求,整合應(yīng)用,多種技術(shù)的聯(lián)用是代謝組學(xué)發(fā)展的趨勢[12]。在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法上課題組對LC-MS檢測結(jié)果進(jìn)行了T檢驗(yàn)、聚類分析、PCA分析;對NMR檢測結(jié)果進(jìn)行了T檢驗(yàn)和PCA分析。應(yīng)用不同的代謝組學(xué)分析檢測技術(shù),獲得不同的數(shù)據(jù),用統(tǒng)計(jì)方法將數(shù)據(jù)加以整合,有報(bào)道將氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)數(shù)據(jù)和液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合的,也有對核磁共振技術(shù)數(shù)據(jù)和質(zhì)譜技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合的[13]。不同的數(shù)據(jù)分析方法各有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),其中最常用的是主成分分析,將他們有效地結(jié)合起來,尋找最有效的統(tǒng)計(jì)方法處理代謝組成數(shù)據(jù)[14]。

3　代謝組學(xué)對HIV/AIDS中醫(yī)證候的研究設(shè)想

課題組前期對HIV/AIDS濕熱內(nèi)蘊(yùn)證、脾肺氣虛證、氣陰兩虛證患者的血液、尿液樣本進(jìn)行了LCMS和NMR代謝組學(xué)檢測分析,初步將HIV/AIDS患者和健康對照組代謝輪廓進(jìn)行了良好的區(qū)分,將HIV/AIDS濕熱內(nèi)蘊(yùn)證、脾肺氣虛證、氣陰兩虛證患者代謝輪廓進(jìn)行良好的區(qū)分。在研究中發(fā)現(xiàn)的一些可能存在的疾病以及證候潛在特征性標(biāo)志物和差異物質(zhì)群,有待進(jìn)一步研究。

3.1運(yùn)用中醫(yī)理論“同病異治、異病同治”研究 首先通過前期的工作基礎(chǔ),選取HIV/AIDS常見的中醫(yī)臨床證候,進(jìn)行代謝組學(xué)研究,分析不同證候的代謝物質(zhì)基礎(chǔ),闡釋不同證候的本質(zhì),用現(xiàn)代科學(xué)語言解釋中醫(yī)理論“同病異治”的科學(xué)含義,課題組已經(jīng)對HIV/AIDS肺脾氣虛證、濕熱內(nèi)蘊(yùn)證、氣陰兩虛證、健康對照組進(jìn)行了代謝輪廓的區(qū)分。其次,對不同疾病的同一證型,基于中醫(yī)的“異病同治”理論對中醫(yī)證候進(jìn)行研究,有助于研究中醫(yī)證候的本質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)汪受傳[15]等在小兒病毒性肺炎肺脾氣虛證,郭孜[16]等在乙肝后肝硬化濕熱內(nèi)蘊(yùn)證,陳威妮[8]等在糖尿病氣陰兩虛證,吳小秋[17]等在2型糖尿病氣陰兩虛證,周賢梅等在肺癌氣陰兩虛證中做了代謝組學(xué)研究,可以結(jié)合這些代謝組學(xué)數(shù)據(jù),同HIV/AIDS濕熱內(nèi)蘊(yùn)證、脾肺氣虛證、氣陰兩虛證代謝數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,發(fā)現(xiàn)中醫(yī)證候共同的物質(zhì)基礎(chǔ),尋找HIV/AIDS中醫(yī)證候潛在代謝標(biāo)志物。

3.2靶標(biāo)分析和非靶標(biāo)分析相結(jié)合的研究 代謝組學(xué)主要有非靶標(biāo)分析和靶標(biāo)分析兩種研究模式。非靶標(biāo)分析是從整體上進(jìn)行分析,可以掌握整體的代謝輪廓和演化規(guī)律,尋找潛在的生物標(biāo)志物,是一種全景模式,得到的數(shù)據(jù)信息量大,是現(xiàn)在代謝組學(xué)研究的主要的一種技術(shù)手段,適用于代謝標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)。它的缺陷在于會遺漏低濃度物質(zhì)的變化信息,數(shù)據(jù)的重復(fù)性、穩(wěn)定性不夠,缺乏特異性等。課題組前期實(shí)驗(yàn)對HIV/AIDS濕熱內(nèi)蘊(yùn)證、脾肺氣虛證、氣陰兩虛證的檢查分析即為非靶標(biāo)分析,獲得了大量信息。靶標(biāo)分析與非靶標(biāo)分析的全景模式相比,是一種特寫模式,依據(jù)非靶標(biāo)分析的結(jié)果,選取特定代謝途徑,或者同一結(jié)構(gòu)功能的代謝物群,通過標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行準(zhǔn)確定量,彌補(bǔ)非靶標(biāo)分析的不足,但它能同時(shí)進(jìn)行目標(biāo)分析的數(shù)量有限,依賴于標(biāo)準(zhǔn)品建立方法,依賴先驗(yàn)知識。這兩種模式各有優(yōu)點(diǎn)和缺陷,因此,將兩者相結(jié)合進(jìn)行互補(bǔ),研究結(jié)果將更全面、更準(zhǔn)確。楊太忠[18]所在實(shí)驗(yàn)室提出的“擬靶向”概念,就是非靶向分析和靶向分析相結(jié)合的研究模式。運(yùn)用二者的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)了樣本中已知和未知物質(zhì)的同時(shí)檢測,運(yùn)用擬靶向的方法發(fā)現(xiàn)二氫膽固醇可作為胃癌的潛在代謝生物標(biāo)志物。吳海棠[19]運(yùn)用非靶標(biāo)和靶標(biāo)分析相結(jié)合的模式研究白念珠菌感染,發(fā)現(xiàn)了黃芩素抗白念珠菌的作用機(jī)制。課題組下一步將在前期研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合靶標(biāo)分析方式,確定代謝物質(zhì),發(fā)現(xiàn)其潛在的生物標(biāo)志物。

3.3與系統(tǒng)生物學(xué)其他組學(xué)相結(jié)合的研究 代謝組學(xué)是系統(tǒng)生物學(xué)的組成部分,它同轉(zhuǎn)錄組學(xué)、基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、表型組學(xué)成是系統(tǒng)生物學(xué)的不同層次,表型組學(xué)是終端,通過對轉(zhuǎn)錄組學(xué)、基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)的相互作用研究,完成了從最初的基因序列到生命活動的全部過程。把代謝組學(xué)數(shù)據(jù)同其他組學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)合起來,解釋生物學(xué)功能,是今后我們要攻克的難題。王曉玉[20]等運(yùn)用代謝組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)對酒精性肝病進(jìn)行了研究,解釋了其發(fā)病機(jī)制。羅國安[21]等也提出了代謝組學(xué)的“整合化”發(fā)展。課題組目前正在進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白組學(xué)的研究,下一步將代謝組學(xué)數(shù)據(jù)同其他組學(xué)數(shù)據(jù)整合起來,利用系統(tǒng)生物學(xué)方法研究HIV/AIDS中醫(yī)證候的生物學(xué)基礎(chǔ),尋找潛在的代謝生物標(biāo)志物。

3.4方證結(jié)合的模式 王喜軍的方證代謝組學(xué)理論,以理法方藥為前提,以方驗(yàn)證,動態(tài)的檢測代謝網(wǎng)絡(luò),來研究中醫(yī)證候和中藥治療的作用機(jī)制。宋雅楠等也提出了“病證效”結(jié)合的研究模式,認(rèn)為這種模式是中醫(yī)與西醫(yī)結(jié)合發(fā)展的一種趨勢,是在病、證結(jié)合的前提上結(jié)合療效評價(jià),運(yùn)用代謝組學(xué)技術(shù)揭示這些變化,研究證候本質(zhì)和中藥的作用機(jī)制。課題組前期也做了小樣本的療前療后的代謝組學(xué)檢測分析,發(fā)現(xiàn)了一些差異物質(zhì)的變化趨勢,下一步準(zhǔn)備結(jié)合HIV/AIDS療效評價(jià)體系,運(yùn)用代謝組學(xué)技術(shù)做大樣本的證候療前療后分析,監(jiān)測體內(nèi)代謝物的動態(tài)變化,揭示中醫(yī)證候的本質(zhì)。

4　討論

HIV/AIDS中醫(yī)證候研究是中醫(yī)藥研究HIV/ AIDS的基礎(chǔ),而隨著代謝組學(xué)在中醫(yī)學(xué)中的深入研究,其與中醫(yī)的證有著相同的思維方式,具有相同的特點(diǎn)(整體性、動態(tài)性、即時(shí)性),將成為中醫(yī)證候客觀化、標(biāo)準(zhǔn)化的研究有力的研究方法。課題組對HIV/AIDS肺脾氣虛證、濕熱內(nèi)蘊(yùn)證、氣陰兩虛證的尿液和血液進(jìn)行代謝組學(xué)分析,3個(gè)證型的代謝輪廓得到了區(qū)分,下階段將與“十二五”課題中進(jìn)行的HIV/AIDS中醫(yī)證候的轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白組學(xué)的研究及免疫學(xué)數(shù)據(jù)整合,結(jié)合代謝組學(xué)靶標(biāo)分析,并借鑒文獻(xiàn)報(bào)道其他疾病肺脾氣虛證、濕熱內(nèi)蘊(yùn)證、氣陰兩虛證數(shù)據(jù)分析,尋找HIV/AIDS中醫(yī)證候的潛在生物標(biāo)志物及代謝途徑。

[1]王勇,謝世平,梁潤英,等.基于現(xiàn)代文獻(xiàn)的艾滋病中醫(yī)證候規(guī)律研究[J].中醫(yī)學(xué)報(bào),2011,26(2):129-131.

[2]陳建設(shè),謝世平,許前磊,等.艾滋病常見實(shí)證量化診斷的Logistic回歸分析[J].中醫(yī)雜志,2009,50(7):632-634.

[3]許前磊,閏秀娟,武興偉,等.轉(zhuǎn)錄組學(xué)在艾滋病中醫(yī)證候?qū)W研究中的應(yīng)用[J].中醫(yī)學(xué)報(bào),2014,29(190):309-311.

[4]許前磊,武興偉,謝世平,等.艾滋病中醫(yī)證候研究的實(shí)踐思考[J].中華中醫(yī)藥雜志,2012,27(7):1757-1759.

[5]陳藝,方祝元.高血壓病肝火亢盛證與陰虛陽亢證的血清代謝組學(xué)比較研究[J].南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2013,29(4):320-323.

[6]李波,魏嵋.慢性乙型肝炎中醫(yī)證候代謝組學(xué)研究概況[J].湖南中醫(yī)雜志,2012,28(1):111-113.

[7]江雪梅,任正剛.代謝組學(xué)在腫瘤個(gè)體化治療的研究進(jìn)展[J].中國癌癥雜志,2010,20(11):871-874.

[8]陳威妮.基于代謝組學(xué)技術(shù)的2型糖尿病中醫(yī)證的動態(tài)研究[D].廣州:廣州中醫(yī)藥大學(xué),2012.

[9]楊宇峰,張冰冰,徐娜,等.基于代謝組學(xué)的中醫(yī)證本質(zhì)研究進(jìn)展[J].中華中醫(yī)藥雜志,2013,28(7):2074-2077.

[10]施旭光,吳美音,王閩予,等.脾氣虛證大鼠尿液代謝組學(xué)異常及補(bǔ)中益氣湯干預(yù)作用的研究[J].重要新藥與臨床藥理,2013,24 (6):552-554.

[11]徐舒,陳合兵,李洪,等.“肝郁證”大鼠模型的建立及代謝組學(xué)的初步研究[J].中華中醫(yī)藥雜志,2009,24(6):787-791.

[12]周秋香,余曉斌,涂國全,等.代謝組學(xué)研究進(jìn)展及其應(yīng)用[J].生物技術(shù)通報(bào),2013(1):49-55.

[13]李娟,任路靜,孫冠男,等.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)及其在代謝組學(xué)中的應(yīng)用[J].生物工程學(xué)報(bào),2013,29(4):434-446.

[14]許廣艷,葛衛(wèi)紅.代謝組學(xué)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)及其應(yīng)用[J].時(shí)珍國醫(yī)國藥,2011,22(7):1755-1758.

[15]汪受傳,杜麗娜,單進(jìn)軍,等.應(yīng)用代謝組學(xué)探討小兒病毒性肺炎中醫(yī)證候標(biāo)準(zhǔn)化的研究思路[J].中醫(yī)兒科雜志,2013,9(1):1-3.

[16]郭孜,王文玉,戴建業(yè),等.乙肝后肝硬化證候的尿代謝組學(xué)研究[J].世界科學(xué)技術(shù)-中醫(yī)藥現(xiàn)代化,2012,14(1):1282-1287.

[17]吳小秋,劉志龍,黎莉,等.2型糖尿病氣陰兩虛證血清氣相色譜-質(zhì)譜代謝組學(xué)特點(diǎn)分析[J].中醫(yī)學(xué)報(bào),2014,29(194):961-964.

[18]楊太忠,羅萍,李艷麗,等.基于擬靶向液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的胃癌患者血清代謝組分析[J].色譜,2014,132(2):126-132.

[19]吳海棠.整合非靶標(biāo)和靶標(biāo)代謝組學(xué)模式的白念珠菌被膜形成及藥物干預(yù)機(jī)制研究[D].上海:第二軍醫(yī)大學(xué),2013.

[20]王曉玉,羅建平,查學(xué)強(qiáng),等.蛋白質(zhì)組學(xué)及代謝組學(xué)在酒精性肝病中的應(yīng)用[J].臨床肝膽病雜志,2014,30(2):168-173.

[21]朱超,梁瓊麟,王義明,等.代謝組學(xué)的整合化發(fā)展及其新進(jìn)展[J].分析化學(xué),2010,38(7):1060-1068.

(2015-06-08收稿 責(zé)任編輯:張文婷)

Researchhypothesis of Metabonomics in the Traditional Chinese Medical Symptoms ofhIV/AIDS

Zhang Miao,Ma Su'na
(AIDS Study Institute ofhenan University of TCM,Zhengzhou 450008,China)

As a part of biology systems,metabonomics is an emerging subject.However,with some in-depth study of metabonomics carried out in traditional Chinese medicine,it was found that the subjecthas some similarity with traditional Chinese medicine, such as thinking mode as well as the nature of integrity,dynamics and instantaneity,which will provide powerful research methods for TCM syndrome's objectification and standardization.According to the research results from some literature and research groups, researchhypothesis of metabonomics in the traditional Chinese medical symptoms ofhIV/AIDS is proposed.

R512.91

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2016.04.044

國家科學(xué)技術(shù)部“十二五”科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目“HIV/AIDS中醫(yī)證候轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究”(編號:2012ZX10005001-005);河南中醫(yī)學(xué)院博士科研基金“HIV/AIDS肺脾氣虛證患者蛋白質(zhì)組學(xué)研究”(編號:BSJJ2012-12)

張淼(1981.11—),女,博士研究生,助理研究員,研究方向:中醫(yī)藥防治艾滋病,E-mail:1043833307@qq.com