基于舌圖信息及舌苔物質(zhì)分析的慢性胃炎舌診客觀化研究概述＊

房雨晨，馮依伊，王憶勤，郝一鳴

（上海中醫(yī)藥大學(xué)上海市健康辨識(shí)與評(píng)估重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/中醫(yī)四診信息化實(shí)驗(yàn)室 上海 201203）

隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快，越來(lái)越多的人在飲食結(jié)構(gòu)和習(xí)慣上發(fā)生了改變，慢性胃炎已成為臨床常見(jiàn)的消化系統(tǒng)疾病之一，因此關(guān)于慢性胃炎的研究在國(guó)內(nèi)外廣受重視。

臨床研究表明，中醫(yī)藥治療慢性胃炎具有較好的療效[1]。而中藥有效治療慢性胃炎是建立在中醫(yī)診斷明確的基礎(chǔ)上。“辨證論治”作為中醫(yī)診斷的核心，是以望、聞、問(wèn)、切四診合參的結(jié)果作為依據(jù)，其中舌診是四診的重要內(nèi)容之一?！兜は姆ā吩唬骸坝兄T內(nèi)者，必形諸外?！薄鹅`樞·經(jīng)脈》也認(rèn)為：“脾足太陰之脈，……是動(dòng)則?。荷啾緩?qiáng)”，即“舌為脾之外候”之說(shuō)?！缎紊庠\簡(jiǎn)摩》則提出：“苔乃胃氣之所熏蒸。”現(xiàn)代醫(yī)學(xué)也發(fā)現(xiàn)，舌的上皮和消化道的大部分上皮（包括胃腸）均來(lái)源于內(nèi)胚層，提示舌的變化與胃的病變可能具有一定聯(lián)系。因此，胃的病變可通過(guò)舌象體現(xiàn)于外，判斷病邪深淺也有賴(lài)于診查舌象的變化，胃鏡的觀察在一定程度上可視為中醫(yī)舌診的延伸。

以往的慢性胃炎舌診研究多依賴(lài)于研究者肉眼觀察并記錄患者舌象特征的改變。這種傳統(tǒng)的舌診方法往往取決于觀察者自我的主觀意識(shí)和經(jīng)驗(yàn)積累，并容易受到外界光線(xiàn)、溫度等因素的影響，往往缺乏客觀性，從而使得研究結(jié)果的精確度和重復(fù)性較差。近年來(lái)，隨著舌象檢測(cè)儀器和計(jì)算機(jī)圖像分析技術(shù)的日新月異，以及組學(xué)、生物信息學(xué)等分子生物學(xué)技術(shù)的不斷更新，慢性胃炎舌診客觀化研究主要在兩方面取得了較好的進(jìn)展，一是運(yùn)用計(jì)算機(jī)算法對(duì)舌圖信息的采集、提取及分析，二是運(yùn)用常規(guī)的生物化學(xué)方法和新興的組學(xué)技術(shù)對(duì)舌苔中物質(zhì)組分的檢測(cè)及分析。目前關(guān)于慢性胃炎舌診客觀化研究成果與不足的總結(jié)較少，因此本文將近10余年國(guó)內(nèi)研究者通過(guò)分析舌圖信息特征、舌苔物質(zhì)組分兩方面開(kāi)展的慢性胃炎舌診客觀化研究概述如下。

1 基于舌圖信息分析的慢性胃炎舌診客觀化研究

為了克服運(yùn)用傳統(tǒng)望舌方法研究慢性胃炎患者舌象特征客觀性不足的缺點(diǎn)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來(lái)一批較先進(jìn)的中醫(yī)舌象信息采集儀器應(yīng)運(yùn)而生。研究者通過(guò)在恒定的光源環(huán)境下拍攝患者的舌圖像，再運(yùn)用多種圖像識(shí)別算法提取并分析舌圖的顏色、光澤等特征信息，取得了一些較肉眼觀察更科學(xué)、更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯砍晒＿@種基于舌圖像分析的研究方法不僅可以為慢性胃炎的中醫(yī)臨床診斷提供數(shù)字化、客觀化依據(jù)，而且便于大規(guī)模、準(zhǔn)確地收集并保存臨床資料，從而有效地分析、總結(jié)臨床經(jīng)驗(yàn)，確切地評(píng)價(jià)中醫(yī)臨床療效。

一些研究者在室內(nèi)的固定光源下，使用專(zhuān)用數(shù)碼相機(jī)拍攝慢性胃炎患者的舌象照片。張會(huì)娜等[2]采集并分析441 例慢性淺表性胃炎患者的舌象照片，將軟件分析的舌象結(jié)果結(jié)合中醫(yī)專(zhuān)家判讀，發(fā)現(xiàn)患者紅舌比例最高，而絳紅舌、黯紫舌的出現(xiàn)則提示胃黏膜病變可能較嚴(yán)重。韓鴻雁等[3]則將電子胃鏡的電荷耦合器件（CCD）攝像機(jī)自帶燈光作為固定光源，拍攝106例慢性胃炎患者舌體中部、底部以及胃黏膜的照片，并使用軟件測(cè)定舌質(zhì)、舌苔和胃黏膜的色度參數(shù)。根據(jù)色度參數(shù)值，該研究最終推導(dǎo)出了苔厚指數(shù)和胃黏膜充血指數(shù)的計(jì)算公式，并發(fā)現(xiàn)對(duì)于慢性淺表性胃炎與慢性糜爛性胃炎，隨著苔厚指數(shù)的升高，胃黏膜充血指數(shù)也相應(yīng)增加，胃炎程度一般由輕變重；而患者發(fā)展至萎縮性胃炎，苔厚指數(shù)與胃黏膜充血指數(shù)的變化趨勢(shì)則與此相反，隨著苔厚指數(shù)的下降，充血指數(shù)也隨之遞減，提示病情逐漸加重。通過(guò)這些研究，可見(jiàn)在固定光源下拍攝的患者舌象照片所提取的舌體、舌苔信息特征即舌色紅、紫以及舌苔厚薄程度可以較真實(shí)、客觀地反映慢性胃炎的胃黏膜病變情況。

雖然以上關(guān)于慢性胃炎舌診的研究獲得了一些較客觀的結(jié)果，但是由于舌象照片的采集環(huán)境是敞開(kāi)式的，在拍攝時(shí)可能受到外界光線(xiàn)的干擾，而導(dǎo)致研究結(jié)果的可重復(fù)性和精確度不足。因此，封閉式舌診儀受到更多研究者的關(guān)注，近年來(lái)已在中醫(yī)藥臨床療效評(píng)價(jià)、中醫(yī)健康管理等領(lǐng)域得到較廣泛應(yīng)用[4]。在使用封閉式舌診儀開(kāi)展慢性胃炎舌診客觀化的研究中，張志明等[5]使用西北師范大學(xué)研制的舌象采集設(shè)備拍攝150 例慢性胃炎患者的舌象照片，通過(guò)舌象顏色聚類(lèi)分析發(fā)現(xiàn)淺表性胃炎、萎縮性胃炎主要表現(xiàn)為舌質(zhì)淡紅，出血性胃炎則多為舌質(zhì)紅，糜爛性胃炎多以舌苔黃為特征，根據(jù)舌寬值的分類(lèi)結(jié)果顯示萎縮性胃炎具有舌形瘦小的特征。李萍等[6-8]采用北京工業(yè)大學(xué)和北京市中醫(yī)院合作研制的舌象分析儀采集分析慢性淺表性胃炎患者的舌象，發(fā)現(xiàn)隨著胃酸pH 值的升高，舌苔厚度逐漸由薄變厚，苔色逐漸由淺變深，由白變黃，同時(shí)苔色也隨胃蛋白酶水平升高逐漸由白變黃。進(jìn)一步從證候進(jìn)行分析，除了脾胃虛弱證的淡舌比例明顯升高外，不同證型的舌質(zhì)變化均以紅舌及淡紅舌為主，脾胃濕熱證的舌苔明顯增厚變黃，而胃陰不足證的舌苔明顯變薄。這兩個(gè)課題組的研究雖然在舌象照片采集環(huán)境方面有所改進(jìn)，但是其舌象信息特征提取方法尚有欠缺，并未獲得相關(guān)舌象特征的客觀參數(shù)，而使得分析結(jié)果的數(shù)據(jù)支持不足。

因此，王憶勤等[9-10]從舌象照片采集硬件和舌象參數(shù)提取軟件兩方面著手，分別使用上海中醫(yī)藥大學(xué)參與研制的TP-1 型、Z-BOX 型舌象數(shù)字化分析儀采集慢性胃炎患者在不同胃鏡診斷與病理組織學(xué)檢測(cè)結(jié)果下的舌象信息特征參數(shù)，發(fā)現(xiàn)胃黏膜血管顯露伴糜爛及胃黏膜糜爛的舌色指數(shù)、苔色B值顯著降低；慢性胃炎伴膽汁反流者舌色G值、苔色B值、舌苔厚薄指數(shù)顯著高于無(wú)膽汁反流者；炎癥活動(dòng)期及Hp 陽(yáng)性者苔色和潤(rùn)燥指數(shù)顯著低于非炎癥活動(dòng)期及Hp 陰性者。該課題組進(jìn)一步使用TP-1 型舌象數(shù)字化分析儀研究慢性胃炎不同中醫(yī)證候的舌象信息特征[11]，發(fā)現(xiàn)脾胃濕熱及肝胃郁熱型舌色、苔色指數(shù)顯著低于脾虛濕阻、濕濁中阻、脾胃氣虛型及正常組；脾胃濕熱與脾胃氣虛型胖瘦指數(shù)顯著高于肝胃郁熱及肝郁氣滯型；脾胃濕熱型舌苔薄厚指數(shù)顯著高于脾胃氣虛、肝胃郁熱型及正常組；脾胃濕熱、濕濁中阻及脾虛濕阻型膩苔指數(shù)顯著高于脾胃氣虛及肝胃郁熱型。由此可見(jiàn)，舌色、苔色、舌形、苔質(zhì)指數(shù)等舌象信息特征參數(shù)可以為慢性胃炎及其中醫(yī)證候的臨床診斷提供一定的客觀依據(jù)。

2 基于舌苔物質(zhì)分析的慢性胃炎舌診客觀化研究

臨床實(shí)踐表明，在慢性胃炎的發(fā)展過(guò)程中，舌體變化較慢，舌苔變化快而明顯，是判斷病情輕重、進(jìn)退的一個(gè)敏感指標(biāo)。因此舌苔常被認(rèn)為是反映胃生理病理功能的非常靈敏的標(biāo)尺。除了關(guān)于慢性胃炎患者舌苔圖像信息特征的客觀化研究，一些研究者也針對(duì)舌苔細(xì)胞中的組成物質(zhì)開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)，取得了一定的進(jìn)展。近年來(lái)，慢性胃炎舌苔物質(zhì)組分的研究對(duì)象主要包括表皮生長(zhǎng)因子受體（EGFR）、基因表達(dá)蛋白、成熟及凋亡指數(shù)、代謝物、微生物等。

2.1 基于生物化學(xué)檢測(cè)的舌苔物質(zhì)組分研究

表皮生長(zhǎng)因子對(duì)于胃腸黏膜再生及修復(fù)具有重要作用。陳雪功等[12]對(duì)40 例慢性胃炎患者舌苔脫落細(xì)胞中的EGFR 表達(dá)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)慢性胃炎厚苔、黃苔的EGFR 顯著高于正常人及慢性胃炎薄苔、白苔。在對(duì)慢性胃炎舌苔中的基因表達(dá)蛋白bax、p53、Fas 研究中，韓鵬飛等[13]檢測(cè)60 例慢性萎縮性胃炎癌前病變患者舌苔脫落細(xì)胞中的bax 相關(guān)蛋白表達(dá)水平，認(rèn)為淡黃苔、深黃苔的形成與bax 的表達(dá)具有一定關(guān)系。李燦東等[14]對(duì)109 例慢性淺表性胃炎患者舌苔脫落細(xì)胞中的凋亡基因相關(guān)蛋白p53、Fas 等進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)薄黃苔p53、Fas表達(dá)陽(yáng)性率顯著最高，白厚苔p53表達(dá)陽(yáng)性率顯著最低。同時(shí)，李燦東等[15]又分析了舌苔脫落細(xì)胞成熟指數(shù)（MI）、成熟價(jià)值（MV）、舌上皮細(xì)胞凋亡指數(shù)（AI），發(fā)現(xiàn)黃膩苔的舌苔脫落細(xì)胞MI 顯著最高、MV顯著最低，這與梁巖等[16]的研究結(jié)果相一致，而白厚苔的舌上皮細(xì)胞AI 則顯著最高[14]。針對(duì)慢性胃炎患者舌苔中的代謝物變化，李福鳳等[17,18]分析舌苔細(xì)胞中堿性磷酸酶（ACP）、乳酸脫氫酶（LDH）、琥珀酸脫氫酶（SDH）、糖原（PAS）的含量，發(fā)現(xiàn)較正常組，慢性胃炎LDH、SDH顯著升高，PAS顯著降低；慢性胃炎黃苔中的ACP、LDH、SDH、PAS 較白苔均顯著升高，膩苔中的SDH 較非膩苔顯著升高，SDH 含量在不同舌苔中的趨勢(shì)為黃厚膩苔＞薄黃膩苔＞薄白膩苔＞白厚膩苔＞薄白苔＞薄黃苔＞剝苔。以上研究結(jié)果說(shuō)明，慢性胃炎舌苔中的EGFR、基因表達(dá)蛋白bax、p53、Fas 以及代謝物ACP、LDH、SDH、PAS 的水平變化可能與患者表現(xiàn)出不同的苔質(zhì)、苔色具有一定的相關(guān)性，為慢性胃炎病理性舌苔的形成機(jī)制提供了客觀依據(jù)。

在慢性胃炎不同中醫(yī)證候的舌苔物質(zhì)組分研究中，李燦東等[19,20]通過(guò)檢測(cè)舌苔脫落細(xì)胞MI、MV 及舌上皮細(xì)胞AI 開(kāi)展了進(jìn)一步探討。在76 例脾胃濕熱證和43例脾胃氣虛證患者的研究中，結(jié)果顯示與正常組相比，脾胃濕熱證和脾胃氣虛證的MV顯著降低、AI顯著升高，其中脾胃濕熱證MV降低最多、脾胃氣虛證AI升高最多。另外，王憶勤等[21,22]檢測(cè)了慢性胃炎常見(jiàn)證候舌苔細(xì)胞中葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（G-6-PDH）、SDH、PAS等酶類(lèi)代謝物含量的變化，發(fā)現(xiàn)與正常組比較，濕濁中阻證、脾氣虛弱證、濕濁中阻兼脾氣虛弱證G-6-PDH顯著升高，脾胃濕熱證、濕濁中阻證、脾氣虛弱證、濕濁中阻兼脾氣虛弱證SDH 顯著升高，脾胃濕熱證、濕濁中阻證、濕濁中阻兼脾氣虛弱證、肝胃郁熱兼肝郁氣滯證PAS 顯著升高，而脾氣虛弱證PAS 顯著降低。以上研究結(jié)果說(shuō)明舌苔細(xì)胞的成熟及凋亡指數(shù)以及所含的G-6-PDH、SDH、PAS 這三種代謝物水平可以作為慢性胃炎中醫(yī)辨證的客觀參考指標(biāo)之一。

2.2 基于系統(tǒng)生物學(xué)方法的舌苔物質(zhì)組分研究

系統(tǒng)生物學(xué)是從整體出發(fā)，用“組學(xué)”的技術(shù)方法探討人體的生理病理現(xiàn)象，這與強(qiáng)調(diào)整體性的中醫(yī)學(xué)之間有明顯的相似性。因此，近年來(lái)將多種組學(xué)技術(shù)引入舌苔組分檢測(cè)的慢性胃炎舌診客觀化研究日益受到關(guān)注。膩苔是慢性胃炎患者最常見(jiàn)的舌苔之一，為了尋找慢性胃炎膩苔的組學(xué)客觀化指標(biāo)，探索膩苔形成的生物學(xué)機(jī)制，研究者目前常用的舌苔組學(xué)檢測(cè)主要包括蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)以及微生物組學(xué)技術(shù)。

基于蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，王憶勤等[23]對(duì)100 例慢性胃炎患者的膩苔進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)與正常組比較，膩苔中有69 個(gè)差異蛋白，非膩苔中有63 個(gè)差異蛋白，白膩苔中有52 個(gè)差異蛋白，黃膩苔中有62 個(gè)差異蛋白，另外膩苔與非膩苔相比有4 個(gè)差異蛋白，白膩苔與黃膩苔相比有2個(gè)差異蛋白。這些篩選出的蛋白標(biāo)志物為慢性胃炎膩苔的客觀化研究提供了一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

代謝組學(xué)因?yàn)楦鼉A向于揭示一系列生物學(xué)事件發(fā)生的最終結(jié)果，所以更能準(zhǔn)確反映機(jī)體的狀態(tài)。李福鳳等[24]分析40 例慢性胃炎患者膩苔中的代謝物，結(jié)果顯示膩苔與非膩苔之間的差異代謝物有3-酮基乳糖、2-脫氧-D-核糖、UDP-D-半乳糖、變視紫紅（質(zhì)）、抗壞血酸鹽、吡啶甲酸、組氨酸，膩苔與正常組之間的差異代謝物有3-酮基乳糖、UDP-D-半乳糖、白細(xì)胞三烯A4、維生素D2。這些差異代謝物主要參與糖代謝，其變化可能是慢性胃炎膩苔形成的物質(zhì)基礎(chǔ)之一。另外，已有研究者[25]發(fā)現(xiàn)舌苔中的肌苷、油酰胺、腺苷、N-乙酰葡萄糖胺、黃嘌呤這五種代謝物可能作為一種潛在的生物標(biāo)志物，用于慢性胃炎的診斷。慢性胃炎幽門(mén)螺桿菌（HP）感染是公認(rèn)的引起慢性胃炎發(fā)病的主要原因之一[26]。在23 例感染HP 的慢性胃炎患者舌苔研究中[27]，該課題組發(fā)現(xiàn)相較于未感染HP 的患者，這些感染者的舌苔中有4種氨基酸代謝產(chǎn)物：乙烯、頭孢丙啶、γ-氨基丁酸和5-焦谷氨酸。而另一些研究者[28]通過(guò)檢測(cè)80 例感染細(xì)胞毒素相關(guān)基因A 陽(yáng)性HP的慢性胃炎患者舌苔，認(rèn)為胃中的脂多糖合成上調(diào)可能導(dǎo)致了舌苔微生物群活性的改變。這也提示了慢性胃炎患者舌苔中潛在的已知或未知微生物群可能會(huì)影響舌苔代謝物的改變。

鑒于慢性胃炎HP 感染患者舌苔研究的結(jié)果，李福鳳等[29-33]使用微生物組學(xué)技術(shù)探討慢性胃炎患者舌苔中微生物的分布特征，發(fā)現(xiàn)慢性胃炎患者舌苔中多存在黏膜莫拉克氏菌和粘滑羅斯菌，其中黏膜莫拉克氏菌可能與膩苔的形成有關(guān)，而粘滑羅斯菌可能影響非膩苔的形成。進(jìn)一步研究慢性萎縮性胃炎患者舌苔，結(jié)果顯示舌苔中在門(mén)水平上的優(yōu)勢(shì)菌群包括厚壁菌門(mén)、變形菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、梭桿菌門(mén)、放線(xiàn)菌門(mén)，深入探討不同類(lèi)型舌苔中的微生物，其中患者薄白苔與健康人薄白苔具有相似的核心菌群骨架，但也存在一定的菌群結(jié)構(gòu)差異；而膩苔中微生物的優(yōu)勢(shì)菌屬（鏈球菌屬、普氏菌-7屬和莫氏桿菌屬）含量發(fā)生變化，下游的E-黏附因子和細(xì)胞間黏附因子-1 在膩苔中呈高表達(dá)，說(shuō)明這些物質(zhì)可能與膩苔的形成具有相關(guān)性。

從以上研究可知，相較于傳統(tǒng)的生物化學(xué)檢測(cè)，舌苔組學(xué)技術(shù)可以更全面、更深入地用于發(fā)現(xiàn)慢性胃炎舌診的客觀化指標(biāo)，揭示舌苔形成的物質(zhì)基礎(chǔ)和變化機(jī)制。

3 問(wèn)題與展望

舌診作為中醫(yī)四診中具有鮮明特色的重要內(nèi)容之一，在慢性胃炎的中醫(yī)臨床診斷中備受醫(yī)家重視。近10余年來(lái)，廣大研究者們運(yùn)用多種現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段開(kāi)展了慢性胃炎舌診客觀化研究，取得了較好的成果，但是仍存在一些不足。一是舌象照片采集設(shè)備硬件參數(shù)的不統(tǒng)一，以及舌象信息特征的提取方法尚不夠深入，導(dǎo)致獲得的舌象參數(shù)種類(lèi)雜亂且較為有限，從而影響了舌圖客觀化指標(biāo)的分析。二是在舌苔物質(zhì)組分研究中，大多數(shù)研究的樣本量較少，因此影響了結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

在今后的研究中，主要有兩個(gè)方向值得我們更深入地探索。第一個(gè)方向是使用舌診儀采集患者的舌圖像，再通過(guò)計(jì)算機(jī)算法識(shí)別、提取并分析圖像中的客觀信息，建立診斷模型。在這個(gè)研究方向上，舌象采集設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)、新一代便攜式舌診儀、移動(dòng)APP 等的研制、改進(jìn)以及基于人工智能算法的深層次圖像信息提取是值得我們進(jìn)一步挖掘的。未來(lái)這些成果將可能融入人們的日常生活中，為慢性胃炎的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、病情變化及療效評(píng)價(jià)提供含有中醫(yī)特色的技術(shù)支持。第二個(gè)方向是運(yùn)用與中醫(yī)“整體觀”理論相似的系統(tǒng)生物學(xué)方法，以患者舌苔樣本作為切入點(diǎn)，擴(kuò)大樣本量，開(kāi)展慢性胃炎及其中醫(yī)證候的客觀化指標(biāo)以及發(fā)病機(jī)制研究。隨著各種組學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的飛速進(jìn)步，我們正面臨著一個(gè)生物大數(shù)據(jù)爆發(fā)的時(shí)代，因此引入多層組學(xué)整合研究將可能更全面、更深入地闡釋舌診在慢性胃炎病證發(fā)展中所發(fā)揮的重要作用?？茖W(xué)技術(shù)在不斷進(jìn)步，古老的中醫(yī)舌診更需要充分利用現(xiàn)代先進(jìn)科技的力量，在客觀化的方向上與時(shí)俱進(jìn)，堅(jiān)持創(chuàng)新，才能獲得更好的繼承與發(fā)展，從而保持永久的生命力。