在代謝組學(xué)層面上揭示痰濕對(duì)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的影響

劉原原，張杰

（1.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)，遼寧 沈陽(yáng) 110032；2.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，遼寧 沈陽(yáng) 110001）

0 引言

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA) 是一種累及多個(gè)關(guān)節(jié)的自身免疫性疾病，主要表現(xiàn)為持續(xù)性的對(duì)稱性的滑膜炎癥和關(guān)節(jié)軟骨及骨質(zhì)的損傷[1]。我國(guó)患病率約為0.3%至0.4%，主要患病年齡為40至60歲，女性患病率約為男性的三倍[2]?；颊邥?huì)出現(xiàn)關(guān)節(jié)的僵硬和變形，致殘率極高甚至累及心、腎等重要臟器，若未及時(shí)進(jìn)行診斷治療，患者將喪失勞動(dòng)力，甚至死亡，給家庭和社會(huì)造成巨大的負(fù)擔(dān)。

中醫(yī)認(rèn)為RA屬于中醫(yī)的“痹病”“痹證”。最早見(jiàn)于《黃帝內(nèi)經(jīng)》，在《素問(wèn)·痹論》[3]和《靈樞·周痹》[4]里就有關(guān)于痹證的詳細(xì)論述。

《素問(wèn)·痹論篇》載“風(fēng)寒濕三氣雜至，合而為痹也”[5]。當(dāng)外濕侵襲人體時(shí)，不僅痹阻肢體氣血筋骨經(jīng)絡(luò)，導(dǎo)致“不通則痛”，而且外邪最易困脾。脾虛導(dǎo)致痰濕內(nèi)阻，二者互為因果，互相促進(jìn)。脾虛則水液得不到布散，阻滯于經(jīng)絡(luò)，聚而為痰，產(chǎn)生痰濕，反過(guò)來(lái)使血行不暢。內(nèi)生痰濕則成為了RA新的致病因素[6]。腫痛、晨僵、雷諾多因津停不布、瘀血阻絡(luò)或者痰濕瘀血互結(jié)所致[7]。葉天士認(rèn)為“經(jīng)以風(fēng)寒濕三氣合而為痹，然經(jīng)年累月，外邪留著，氣血皆傷，其他為敗痰凝瘀，混處經(jīng)絡(luò)”。《辨證錄》載：“風(fēng)寒濕之邪，每籍痰為奧援，故治痹者必治痰”[8]。再次說(shuō)明了內(nèi)生痰濕在RA的發(fā)展變化的過(guò)程中起著重要的作用。

隨著RA患者體內(nèi)的痰濕積聚，一是患者體內(nèi)脂肪逐漸增多，其脂肪分泌的脂肪因子也逐步增強(qiáng)了RA免疫炎性反應(yīng)，并且痰濕積聚日久化熱，導(dǎo)致關(guān)節(jié)的疼痛，腫脹甚至于畸形[6]；二是隨著痰濕積聚，患者逐漸變?yōu)樘禎耋w質(zhì)[9]隨之升高的脂肪因子會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致患者體內(nèi)的脂肪增多。

朱丹溪提出“肥白人多痰濕”的特點(diǎn)。諸多臨床研究顯示了肥胖人群中分布頻率最高的中醫(yī)病理因素為痰、濕和熱[10]?！疤禎駜?nèi)蘊(yùn)”是導(dǎo)致肥胖發(fā)生的基本病機(jī)。由此可知痰濕是肥胖及RA的共同病機(jī)。并且近年來(lái)多項(xiàng)研究揭示肥胖和RA的患者體內(nèi)都存在著代謝的異常。本文旨在從代謝組學(xué)的角度揭示痰濕對(duì)RA的影響。

代謝組學(xué)是在基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)發(fā)展之后興起的一門(mén)學(xué)科，是以研究細(xì)胞、組織或生物體受刺激后代謝組變化的科學(xué)[11]。通過(guò)定量分析生物體內(nèi)內(nèi)源性小分子代謝物在疾病、環(huán)境、藥物等影響下質(zhì)與量的改變，進(jìn)而研究機(jī)體代謝通路的動(dòng)態(tài)變化，可以用于一些疾病的早期診斷，預(yù)示著某些疾病的轉(zhuǎn)歸[12]，這與中醫(yī)體質(zhì)學(xué)的研究不謀而合。因此，代謝組學(xué)在中醫(yī)藥相關(guān)的問(wèn)題研究中具有重要的科學(xué)意義。

根據(jù)周[13]的研究，在代謝網(wǎng)絡(luò)中的這些代謝產(chǎn)物大多與糖酵解代謝、氨基酸代謝和脂質(zhì)代謝有關(guān)。所以本文從這三個(gè)方面展開(kāi)論述。

1 氨基酸代謝異常

脯氨酸的代謝與RA密切相關(guān)[14]。游離脯氨酸的一個(gè)重要來(lái)源是細(xì)胞外基質(zhì)的降解。在RA的炎癥應(yīng)激條件下，脯氨酸的降解是由基質(zhì)金屬蛋白酶介導(dǎo)的[15]。脯氨酸是合成人體蛋白質(zhì)的重要氨基酸之一，與能量代謝和抗氧化作用有關(guān)[16]。在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中脯氨酸代謝異常會(huì)影響檸檬酸循環(huán)，降低炎癥狀態(tài)下的細(xì)胞代謝，導(dǎo)致軟骨和骨骼損傷[15]。肥胖也會(huì)造成體內(nèi)血清脯氨酸的增多[17]，進(jìn)而可能加重RA。

谷氨酸在RA中也呈現(xiàn)升高的狀態(tài)[18]。據(jù)研究[19]，血清中谷氨酸濃度與RA患者關(guān)節(jié)破壞進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)谷氨酸濃度與B超下關(guān)節(jié)的分級(jí)呈負(fù)相關(guān)，提示谷氨酸可作為RA早期骨侵蝕的標(biāo)志。另外除了血清，關(guān)節(jié)液內(nèi)的谷氨酸也被發(fā)現(xiàn)急劇增加。關(guān)節(jié)滑液內(nèi)急劇增加的谷氨酸與關(guān)節(jié)腫脹程度有關(guān)，可刺激滑膜成纖維細(xì)胞增殖，并且引起巨噬細(xì)胞釋放多種細(xì)胞因子[20]。非必需氨基酸中谷氨酸是蛋白質(zhì)合成的重要底物，飲食誘導(dǎo)的肥胖大鼠體內(nèi)谷氨酸含量顯著升高，推測(cè)與脂肪組織中谷氨酸產(chǎn)出量增加有關(guān)。

?；撬嵩陬愶L(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等炎癥性疾病中與次氯酸結(jié)合，次氯酸是一種由中性粒細(xì)胞髓過(guò)氧化物酶,隨后產(chǎn)生毒性較低的?；撬崧劝罚@是一種更穩(wěn)定、毒性更低的抗炎介質(zhì)[21]。RA患者可能炎癥反應(yīng)越強(qiáng)，消耗的?；撬嵩蕉郲22]。有研究顯示肥胖患者體者體內(nèi)血清牛磺酸含量有所下降[23]。另外有研究顯示[22]，半胱氨酸和谷氨酰胺增多并且加強(qiáng)了血沉及病程之間的相關(guān)性，而肥胖的狀態(tài)下體內(nèi)這些氨基酸也出現(xiàn)了相同的情況[1]。

2 脂代謝異常

血液中游離脂肪酸水平會(huì)隨著體質(zhì)量的升高而緩慢上升，這被認(rèn)為是與肥胖相關(guān)的代謝性疾病的一個(gè)重要特征。同樣RA的患者也會(huì)出現(xiàn)脂代謝的紊亂。脂質(zhì)代謝在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者中起著重要作用，具有代表性的膽固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白相對(duì)升高，高密度脂蛋白都相對(duì)降低[24]。

膽固醇是一種與RA炎癥相關(guān)的化合物。據(jù)研究表明[25]，隨著疾病的發(fā)展，膽固醇水平會(huì)有所增加，會(huì)導(dǎo)致巨噬細(xì)胞和其他免疫細(xì)胞中膽固醇的積累，從而促進(jìn)炎癥反應(yīng)，包括Toll樣受體(TLR)信號(hào)的增強(qiáng)[26]、炎癥體的激活以及骨髓和脾臟中單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的產(chǎn)生。高密度脂蛋白將蓄積于末梢組織中的游離膽固醇與血液中的脂蛋白運(yùn)送到肝臟組織，以維持細(xì)胞內(nèi)膽固醇含量的相對(duì)恒定，高密度脂蛋白含量的減少，會(huì)使體內(nèi)膽固醇增多，促進(jìn)機(jī)體的炎癥反應(yīng)[18]。相反地低密度脂蛋白的主要功能是運(yùn)載膽固醇進(jìn)入全身各組織細(xì)胞，當(dāng)高密度脂蛋白升高時(shí)，膽固醇便會(huì)更多地積存于血管壁上，對(duì)血管內(nèi)膜造成炎癥樣刺激，從而加速了RA的發(fā)生和發(fā)展。溶血磷脂酰膽堿已被證實(shí)可促進(jìn)炎癥[27]，其含量在RA早期患者體內(nèi)處于更高的水平，且隨著RA的發(fā)生與發(fā)展，含量也會(huì)逐漸上升，肥胖也會(huì)升高其在體內(nèi)的含量。并且過(guò)量脂肪的存在也可能加重關(guān)節(jié)炎中滑膜和關(guān)節(jié)軟骨的病理性改變，脂肪酸濃度的增加也可能對(duì)通過(guò)軟骨細(xì)胞合成前列腺素的代謝有害，減少ⅱ型膠原的合成并減少軟骨降解中的分解代謝因子[28]。

3 糖酵解異常

糖酵解代謝主要體現(xiàn)在三種重要的代謝產(chǎn)物:葡萄糖、乳酸和檸檬酸[29]。

在Zheng[30]等發(fā)現(xiàn)AIA大鼠體內(nèi)的丙酮酸、乳酸含量相對(duì)升高，而檸檬酸的含量相對(duì)減少。葡萄糖的供能方式主要分為有氧分解和無(wú)氧分解兩種形式[31]。檸檬酸循環(huán)是所有有氧代謝過(guò)程的中心代謝途徑[32]。眾所周知在氧供應(yīng)不足時(shí)，葡萄糖無(wú)氧分解為乳酸提供能量。在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者滑膜液中，發(fā)現(xiàn)葡萄糖、檸檬酸的濃度相對(duì)減少，而乳酸濃度明顯升高[30]，提示RA代謝物質(zhì)乳酸可能對(duì)RA的診斷具有意義，并且在RA中存在葡萄糖無(wú)氧代謝增多的情況。較高的乳酸相對(duì)濃度可能與慢性炎癥環(huán)境中的氧水平有關(guān)[33]。乳酸濃度增加可能導(dǎo)致酸中毒，酸性微環(huán)境可能破壞RA患者滑膜組織的異常細(xì)胞分化[34]。缺氧誘導(dǎo)因子α(hypoxia inducible factor α，HIF-α) 可參與機(jī)體的炎癥反應(yīng)，HIF-α是T細(xì)胞分化和T細(xì)胞功能表達(dá)分化的重要調(diào)節(jié)因子，在缺氧環(huán)境下，HIF-α?xí)龠M(jìn)Th17的分化，乳酸也能促進(jìn)HIF-α的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)Th17的產(chǎn)生[18]。

RA患者關(guān)節(jié)內(nèi)的檸檬酸含量呈下降趨勢(shì)[30]。檸檬酸是診斷自身免疫性疾病的最強(qiáng)代謝產(chǎn)物，與疾病活動(dòng)高度相關(guān)[35]。檸檬酸是三羧酸循環(huán)的重要中間代謝產(chǎn)物，檸檬酸含量的相對(duì)減少了表明了體內(nèi)葡萄糖有氧分解受到抑制。

在肥胖造成的機(jī)體內(nèi)代謝紊亂中也存在著能量代謝的異常，具體表現(xiàn)在葡萄糖無(wú)氧分解相對(duì)增加，有氧分解相對(duì)減少。Shearer等[37]發(fā)現(xiàn)在肥胖小鼠的血液、尿液、肝臟組織中的乳酸濃度相較正常對(duì)照組顯著升高。另有研究也表明痰濕型與氣虛型肥胖人群尿液中的檸檬酸含量與正常對(duì)照組均較低[37]。這些均表明肥胖可以使體內(nèi)無(wú)氧糖酵解水平有所上調(diào)。如前文所示，乳酸濃度升高及缺氧環(huán)境均可加重RA患者的關(guān)節(jié)損傷，由此可知肥胖可能加重RA疾病的進(jìn)程。

4 小結(jié)

痰濕壅盛的患者往往表現(xiàn)在體重的增加和體脂率的上升。肥胖是痰濕證的特征性臨床表現(xiàn)[6]。已有文獻(xiàn)[38]表明，肥胖是以炎癥標(biāo)志物升高為特征的一種低度炎癥狀態(tài)，脂肪細(xì)胞可以表達(dá)促炎癥細(xì)胞因子。從中就可以看出痰濕證會(huì)使機(jī)體處于一個(gè)低度炎癥的狀態(tài)中，對(duì)于那些同時(shí)RA的患者，便會(huì)加重病情。本文是從代謝物方面尋找痰濕對(duì)RA的影響，通過(guò)代謝組學(xué)找到痰濕與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎之間的關(guān)系，闡明了患者體內(nèi)的痰濕因素會(huì)加劇RA。相反的RA之中含量上升或下降的代謝物也會(huì)促進(jìn)患者體內(nèi)痰濕的積聚，使患者體脂率上升，形成類風(fēng)濕惡病質(zhì)，為RA的治療提供新的思路。