糖尿病中醫(yī)證候與中藥復(fù)方的代謝組學(xué)研究進(jìn)展

王之心,陳清光，陸灝，姚政

(上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院內(nèi)分泌科，上海 201203)

糖尿病是以血糖升高為特征的一組代謝性疾病，根據(jù)其三多一少(多飲、多食、多尿、體重減輕)的臨床癥狀及表現(xiàn)，現(xiàn)代中醫(yī)將糖尿病歸于“消渴病”范疇[1]。中醫(yī)對(duì)于消渴病的認(rèn)識(shí)由來(lái)已久，最早可追溯到兩千多年前的《黃帝內(nèi)經(jīng)》時(shí)期，隨著中醫(yī)理論體系的逐漸完善和前人的經(jīng)驗(yàn)積累，現(xiàn)代中醫(yī)對(duì)糖尿病的認(rèn)識(shí)更為深入。因消渴病機(jī)復(fù)雜，仝小林等將糖尿病分為郁、熱、虛、損四個(gè)階段,分別對(duì)應(yīng)糖尿病發(fā)生發(fā)展的全過(guò)程，有利于臨床診療[2]。中醫(yī)對(duì)于治療糖尿病方面有著獨(dú)到的見(jiàn)解與思路，其療效在臨床也已被證實(shí)，在糖尿病防治方面也有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)[3]。

代謝組學(xué)是研究生物體內(nèi)源性代謝產(chǎn)物的種類(lèi)、數(shù)量以及其在內(nèi)外因素作用下變化規(guī)律的一門(mén)學(xué)科[4]。其原理是通過(guò)核磁共振技術(shù)(nuclear magnetic resonance,NMR)、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)和液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)[5]檢測(cè)機(jī)體內(nèi)相對(duì)分子質(zhì)量在1000 Da以下的代謝產(chǎn)物并分析它的代謝通路來(lái)反映研究對(duì)象的代謝狀態(tài)[6]，代謝組學(xué)的概念自1999年首次提出[7]至今，已被廣泛應(yīng)用于多項(xiàng)領(lǐng)域。相關(guān)研究已經(jīng)證實(shí)，在糖尿病發(fā)生發(fā)展的各個(gè)階段，機(jī)體內(nèi)的代謝物水平發(fā)生變化，糖、脂、氨基酸等代謝存在一定程度的紊亂[8-10]。隨著技術(shù)的日漸成熟，研究者對(duì)中醫(yī)治療糖尿病的代謝組學(xué)研究取得了一定的進(jìn)展。本文將對(duì)不同階段糖尿病證型(表1)及方藥(表2)治療的代謝組學(xué)研究進(jìn)行綜述，探討不同證型的的糖尿病的代謝組學(xué)差異和中藥治療糖尿病的相關(guān)靶點(diǎn)。

表1 各證型的差異性代謝產(chǎn)物

表2 中藥復(fù)方治療相應(yīng)證型回調(diào)的代謝產(chǎn)物

1 糖尿病證型的代謝組學(xué)研究

1.1 糖尿病早期證型的代謝組學(xué)研究

消癉屬于消渴病的早期，此期的患者因素體脾虛或者嗜食肥甘厚味導(dǎo)致脾失健運(yùn)，脾氣虧虛則無(wú)力運(yùn)化水液，痰濕內(nèi)生，所以早期的患者以脾虛夾濕者為多[2]。楊宇峰等[11-12]復(fù)制脾氣虛證糖尿病大鼠模型和氣滯濕阻證代謝綜合征大鼠模型，運(yùn)用UPLC/Q-TOF-MS對(duì)空白對(duì)照組和模型組的血漿標(biāo)本進(jìn)行代謝組學(xué)分析，研究發(fā)現(xiàn)脾氣虛證糖尿病大鼠血漿中的2-羥基丁酸、L-高絲氨酸等6種小分子代謝物水平發(fā)生上調(diào)；氣滯濕阻證代謝綜合征大鼠血漿中的溶血磷脂酰膽堿、丙酮酸等7種內(nèi)源性代謝物含量增加。潘秋等[13]運(yùn)用GC-MS針對(duì)脾氣虛證的糖尿病大鼠的尿液進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)丙氨酸、戊二酸等多個(gè)小分子代謝物的水平發(fā)生變化。這些代謝產(chǎn)物中，參與糖代謝的有2種，參與氨基酸代謝的有6種，參與脂代謝的有5種，參與甘油磷脂代謝的有1種，說(shuō)明在此類(lèi)證型的糖尿病中，機(jī)體內(nèi)的糖類(lèi)、脂類(lèi)、蛋白質(zhì)已經(jīng)存在一定程度的代謝紊亂。

1.2 糖尿病中后期證型的代謝組學(xué)研究

隨著疾病的進(jìn)一步發(fā)展，痰濕內(nèi)停，阻礙氣機(jī)，日久則郁而化熱，熱傷氣陰，到了消渴病的中后期，疾病逐漸發(fā)展為氣陰兩虛證，繼而病證進(jìn)一步發(fā)展，陰虛癥狀日益明顯，腎為一身陰陽(yáng)之本，病程日久，累及于腎，出現(xiàn)腎陰虛證，而陰陽(yáng)互根，患者逐漸出現(xiàn)腎陽(yáng)虛甚至陰陽(yáng)兩虛的表現(xiàn)。蘇君梅等[14]運(yùn)用GC-MS在對(duì)氣陰兩虛證2型糖尿病患者尿液的分析發(fā)現(xiàn)，該證型患者尿液中的甘氨酸、d-半乳糖的含量升高，木糖醇、馬尿酸含量降低。曾夢(mèng)瑩等[15]運(yùn)用NMR的定量代謝組學(xué)技術(shù)對(duì)氣陰兩虛證的2型糖尿病大鼠的血漿進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)氣陰兩虛證大鼠血漿中的組氨酸含量明顯增加，乙烯基甘氨酸、甲酸含量明顯降低。孫永寧等[16]運(yùn)用GC-MS對(duì)腎陰虛證的糖尿病大鼠模型的血液標(biāo)本進(jìn)行代謝組學(xué)研究，通過(guò)樣本的對(duì)比觀察到上調(diào)的甘氨酸、乳酸、尿素、D-葡萄糖、半乳糖。趙群菊[17]在對(duì)腎陽(yáng)虛證大鼠模型的血液樣本進(jìn)行的代謝組學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)乳酸、賴(lài)氨酸、蘇氨酸、甜菜堿四種生物標(biāo)志物。這些代謝產(chǎn)物其中有6種參與糖代謝，5種參與氨基酸代謝，1種參與脂代謝，1種參與腸道菌群代謝。隨著證型的進(jìn)一步演變，代謝紊亂進(jìn)一步加重進(jìn)一步復(fù)雜化。

1.3 糖尿病兼夾證的代謝組學(xué)研究

到了疾病的后期，病理產(chǎn)物逐漸累積，量變轉(zhuǎn)化為質(zhì)變，痰、瘀的表現(xiàn)尤為突出。蘇君梅等[18]運(yùn)用GC-MS對(duì)血瘀脈絡(luò)證患者的尿液進(jìn)行代謝組學(xué)分析后得出D-葡萄糖、肌醇兩種代謝物的升高。楚淑芳[19]等采集血瘀證患者的血液標(biāo)本，運(yùn)用NMR進(jìn)行了定量代謝組學(xué)分析得出，瘀血證患者的丙酮、乙酰乙酸、α-羥基丁酸等9種代謝產(chǎn)物上調(diào)，延胡索酸、檸檬酸等5種代謝產(chǎn)物發(fā)生下調(diào)。尤麗等[20]基于NMR對(duì)腎虛痰瘀證2型糖尿病患者的血清進(jìn)行代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)和健康人血清相比腎虛血瘀證2型糖尿病患者血清中的異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸等15種代謝成分存在顯著差異。其中參與糖代謝的有6種，參與氨基酸代謝的有14種，參與脂代謝的有4種，參與能量代謝的有2種。這些代謝產(chǎn)物的改變提示，到2型糖尿病后期，存在著更為嚴(yán)重的糖代謝、脂肪代謝、氨基酸代謝紊亂以及能量代謝障礙。

疾病的進(jìn)展伴隨著證的變化，從早期的脾氣虛或脾虛夾濕，逐漸至氣陰兩虛，再發(fā)展至腎陰虛、腎陽(yáng)虛到后期的痰濁、瘀血等病理產(chǎn)物的出現(xiàn)，在代謝譜上也變現(xiàn)除了一定的變化，代謝紊亂的嚴(yán)重程度進(jìn)一步增加。

2 中藥復(fù)方治療糖尿病的代謝組學(xué)研究

“益糖康”是由黃芪、紅參、黃精、黃柏等14味中藥組成的用于治療脾氣虛癥2型糖尿病的中藥復(fù)方[21]。楊宇峰[22]使用“益糖康”對(duì)脾氣虛證代謝綜合征大鼠進(jìn)行干預(yù)后采集血液進(jìn)行代謝組學(xué)研究，對(duì)干預(yù)前后檢測(cè)結(jié)果的比對(duì)發(fā)現(xiàn)，“益糖康”能夠回調(diào)具有重要生物活性意義的溶血磷脂酰膽堿、鞘磷脂、同型半胱氨酸的水平，使得整個(gè)代謝譜呈現(xiàn)了向正常范圍回歸的趨勢(shì)。

葛根芩連湯初見(jiàn)于《傷寒論》，其組成藥物為葛根、黃芩、黃連和甘草，具有解表清理的功效，是治療協(xié)熱下利的經(jīng)典方劑。中醫(yī)素有異病同治之說(shuō)，現(xiàn)代中醫(yī)根據(jù)辨證論治的原則，將葛根芩連湯靈活運(yùn)用于濕熱證的2型糖尿病患者治療中，取得了可喜的療效[23]。張敏等[24]就葛根芩連湯影響2型糖尿病大鼠血清代謝譜進(jìn)行了相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)了葛根芩連湯能夠顯著回調(diào)參與能量代謝、脂質(zhì)代謝和氨基酸代謝途徑的10種代謝從而發(fā)揮作用。

化濁解毒方是通過(guò)實(shí)驗(yàn)和臨床研究證實(shí)能夠顯著降低血糖、促進(jìn)胰島素分泌的中藥復(fù)方[25]，該方的組成為：黃連、大黃、姜黃、僵蠶、蟬蛻、枳實(shí)、清半夏、柴胡、白芍、黃芩、干姜、佩蘭，具有行氣化痰，化濁解毒的功效。何百川等[26]對(duì)經(jīng)化濁解毒方干預(yù)過(guò)后的2型糖尿病大鼠肝臟樣本中的內(nèi)源性物質(zhì)進(jìn)行定量檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)化濁解毒湯能夠通過(guò)改善肝臟內(nèi)溶血卵磷脂、牛磺膽酸、視晶酸等9種代謝物從而明顯改善2型糖尿病大鼠的糖脂代謝。

天芪降糖膠囊是用于2型糖尿病氣陰兩虛證患者的有效經(jīng)驗(yàn)方，由黃芪、天花粉、石斛、人參、地骨皮、黃連、山茱萸、墨旱蓮和五味子10味中藥組成，具有益氣養(yǎng)陰、清熱生津的功效[27]。于歡等[28]在天芪降糖膠囊對(duì)糖耐量異?；颊叩难宕x物的影響研究中觀察到二十烷酞基肉堿、二磷酸鳥(niǎo)嘌呤核苷酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰甘油等代謝物在患者體內(nèi)的含量水平發(fā)生了變化，證明了天芪降糖膠囊通過(guò)參與機(jī)體在磷脂、糖脂、核苷、肉堿等代謝水平的修復(fù)過(guò)程而改善患者的代謝狀態(tài)。

交泰丸出自《韓氏醫(yī)通》，僅由黃連、肉桂兩味藥物組成，主治因腎陰不足，心火偏亢所導(dǎo)致的心腎不交證。李碩等[29]進(jìn)行了交泰丸對(duì)糖尿病大鼠尿液代謝譜影響的相關(guān)研究，對(duì)正常組、模型組、交泰丸組 3 組間的代謝譜進(jìn)行比較之后發(fā)現(xiàn)，模型組與正常組、模型組和交泰丸組完全分離，正常組與交泰丸組有靠近趨勢(shì)，直觀地表明了交泰丸能改善糖尿病大鼠的代謝紊亂，使糖尿病大鼠的代謝譜趨于正常。

腎氣丸來(lái)源于《金匱要略》，藥物組成為干地黃、山藥、山茱萸、茯苓、澤瀉、牡丹皮、桂枝、附子8味，具有補(bǔ)腎助陽(yáng)之功效，是治療糖尿病腎陽(yáng)不足證的經(jīng)典方劑之一，現(xiàn)代藥理學(xué)研究證實(shí)了腎氣丸的降糖療效[30]。趙群菊等[17]對(duì)此進(jìn)行相關(guān)研究，使用腎氣丸對(duì)腎陽(yáng)虛證的糖尿病大鼠進(jìn)行干預(yù)后采集血清樣本進(jìn)行代謝組學(xué)分析，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，腎氣丸干預(yù)后的大鼠血清代謝物中的甜菜堿、乳酸、蘇氨酸發(fā)生了不同程度的回調(diào)，揭示腎氣丸可以糾正腎陽(yáng)虛證糖尿病大鼠的能量代謝、脂肪代謝及氨基酸代謝等的紊亂，從而發(fā)揮其降糖作。

活血化痰方的藥物組成是蒼術(shù)、白術(shù)、黃芩、丹參，是具有活血化痰功效的中藥復(fù)方。潘秋等[31]對(duì)活血化痰方干預(yù)后的糖尿病大鼠的尿液進(jìn)行代謝組物鑒定，發(fā)現(xiàn)大鼠尿液中的丙氨酸、棕櫚酸、十八烷酸、單甘油、硬脂酸和軟脂酸含量減少甚至消失，這從一定程度上說(shuō)明活血化痰方影響了部分氨基酸代謝和脂代謝通路，從而改善了代謝紊亂狀態(tài)。

3 總結(jié)

中醫(yī)理論體系的兩大特點(diǎn)是整體觀念和辨證論治。整體觀念指的是中醫(yī)學(xué)對(duì)人體本身的完整性以及對(duì)人與自然、社會(huì)相互關(guān)系統(tǒng)一性的整體認(rèn)識(shí)。代謝組學(xué)技術(shù)以代謝物的變化這一表現(xiàn)為基礎(chǔ), 研究機(jī)體內(nèi)在的變化規(guī)律，通過(guò)對(duì)代謝物的分析給出最終的、整體的結(jié)果，繪制“病”和“證”的代謝指紋圖譜[32]，這與中醫(yī)的整體觀念不謀而合。中醫(yī)的“證”意指疾病發(fā)展到某一階段的病理概括，通過(guò)對(duì)2型糖尿病早、中、后期的“辨證”，并借助代謝組學(xué)技術(shù)，我們觀察到不同證型的代謝產(chǎn)物不盡相同，這意味著隨著證型的演變，機(jī)體內(nèi)整體的代謝活動(dòng)處于愈加紊亂的狀態(tài)。根據(jù)辨證的結(jié)果確定相應(yīng)的治療方法即是“論治”，同樣借助代謝組學(xué)技術(shù)，在選擇對(duì)應(yīng)的復(fù)方治療相應(yīng)證型的2型糖尿病分析中，其中一部分回調(diào)的代謝產(chǎn)物也與所相應(yīng)證型的差異性代謝產(chǎn)物相吻合，通過(guò)該代謝物所參與的代謝通路對(duì)2型糖尿病發(fā)揮治療作用。代謝組學(xué)是我們觀察機(jī)體內(nèi)微觀變化的一項(xiàng)有力手段，然檢測(cè)代謝產(chǎn)物時(shí)干擾因素眾多，保持樣本一致的難度大，給檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)很大影響；代謝組學(xué)研究對(duì)象及標(biāo)本種類(lèi)繁多，給保持樣本的一致性又增添了難度；證型的辨別是通過(guò)個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)得出的結(jié)果，辨證分型的結(jié)果主觀性大，難以用標(biāo)準(zhǔn)衡量，動(dòng)物的辨證分型則更為困難，這些因素給基于中醫(yī)理論進(jìn)行2型糖尿病的代謝些組學(xué)研究增添了難度。故對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的劃分對(duì)運(yùn)用代謝組學(xué)研究中醫(yī)治療2型糖尿病有著一定的幫助。