[摘要]"目的"探討陽和貼穴位貼敷治療陽虛體質(zhì)糖耐量減低(impaired"glucose"tolerance,IGT)患者的效果及其對血清代謝物的影響。方法"選取2022年10月至2024年1月于浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬寧波市中醫(yī)院就診的63例IGT患者,以分層隨機化法分為對照組(32例)和治療組(31例),比較兩組患者治療前后的血糖、血脂、腫瘤壞死因子α(tumor"necrosis"factor-α,TNF-α)、陽虛體質(zhì)評分與紅外線熱成像溫度。另選取同期29名健康體檢者作為健康組,采用液相色譜-質(zhì)譜(liquid"chromatograph-mass"spectrometer,LC-MS)技術(shù)對三組納入者的血清代謝產(chǎn)物進行分析,結(jié)合主成分分析、潛在結(jié)構(gòu)判別分析等方法分析特征性差異代謝物,運用MetaboAnalyst軟件進行網(wǎng)絡(luò)分析以篩選關(guān)鍵代謝通路。結(jié)果"陽和貼干預(yù)后治療組患者的空腹血糖、糖化血紅蛋白、三酰甘油、低密度脂蛋白、TNF-α水平均下降(Plt;0.05);治療組患者的陽虛體質(zhì)評分下降(Plt;0.05),任脈、督脈、中焦、下焦溫度均升高(Plt;0.05),上焦溫度下降(Plt;0.05)。代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)陽虛體質(zhì)IGT患者血清中的差異表達代謝物主要為4-乙酰氨基丁酸、3-脫氫膽酸、檸檬酸、胱氨酸等16個,治療組出現(xiàn)差異表達的代謝物包括二氨基庚二酸、乙酰左旋肉堿、單丁酯等16個。經(jīng)MetaboAnalyst分析,發(fā)現(xiàn)IGT陽虛體質(zhì)的形成與三羧酸循環(huán)、氨基酰生物合成代謝通路、甘氨酸-絲氨酸-蘇氨酸(glycine,serine"and"threonine,Gly-Ser-Thr)代謝軸有關(guān),且陽和貼的針對性治療與Gly-Ser-Thr代謝軸、鞘脂類代謝相關(guān)通路相關(guān)。結(jié)論"陽和貼穴位貼敷可緩解陽虛體質(zhì)IGT人群的血清慢性炎癥、改善陽虛癥狀,代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)多種差異性代謝物與其作用機制有關(guān),其中Gly-Ser-Thr代謝軸相關(guān)代謝通路是調(diào)護IGT陽虛體質(zhì)的關(guān)鍵通路。
[關(guān)鍵詞]"糖耐量減低;中醫(yī)體質(zhì)學(xué);穴位貼敷;代謝組學(xué);陽和貼;陽虛體質(zhì)
[中圖分類號]"R259""""""[文獻標(biāo)識碼]"A""""[DOI]"10.3969/j.issn.1673-9701.2024.33.002
Study"on"plasma"metabolomics"analysis"of"Yanghe-patch"in"the"treatment"of"impaired"glucose"tolerance"with"Yang-deficiency"constitution
LU"Xueke1,2,"WENG"Siying1,"ZHOU"Jianyang1
1.Department"of"Endocrinology,"Ningbo"Municipal"Hospital"of"TCM"Affliated"to"Zhejiang"Chinese"Medicalnbsp;University,"Ningbo"315010,"Zhejiang,"China;"2.The"Third"Clinical"Medical"College,"Zhejiang"Chinese"Medical"University,"Hangzhou"310053,"Zhejiang,"China
[Abstract]"Objective"To"investigate"the"impact"of"Yanghe-patch"acupoint"in"the"treatment"of"impaired"glucose"tolerance"(IGT)"with"Yang-deficiency"constitution"and"its"influence"on"serum"metabolites."Methods"The"study"enrolled"a"total"of"63"patients"with"IGT"were"randomly"selected"and"stratified"into"two"groups:"The"control"group"(32"cases)"and"the"treatment"group"(31"cases)"at"Ningbo"Municipal"Hospital"of"TCM"Affliated"to"Zhejiang"Chinese"Medical"University"from"October"2022"to"January"2024,"blood"glucose,"blood"lipids,"tumor"necrosis"factor-α"(TNF-α),"Yang-deficiency"body"mass"score,"and"infrared"thermal"imaging"temperature"before"and"after"treatment"were"compared"between"two"groups."Furthermore,"29"healthy"individuals"were"selected"as"healthy"negative"controls,"and"their"serum"metabolites"were"analyzed"by"using"liquid"chromatograph-mass"spectrometer"(LC-MS)"among"three"groups."Principal"component"analysis"and"orthogonal"projections"to"latent"structures-discriminate"analysis"were"employed"to"identify"characteristic"differential"metabolites."Additionally,"key"metabolic"pathways"were"screened"through"network"analysis"by"using"MetaboAnalyst"software."Results"The"treatment"group"after"Yanghe-patch"showed"significant"reductions"in"fasting"blood"glucose,"glycosylated"hemoglobin,"triglycerides,"low-density"lipopro-"tein"and"TNF-α"levels"(Plt;0.05)."Additionally,"Yang-deficiency"constitution"conversion"points"significantly"decreased"within"the"treatment"group"(Plt;0.05),"while"there"were"significant"increases"in"the"temperatures"of"Ren"channel,"Du"channel,"middle-Jiao"and"lower-Jiao"(Plt;0.05)."However,"there"was"a"notable"decrease"in"upper-Jiao"temperature"(Plt;0.05)."Metabolomics"analysis"identified"varying"levels"of"serum"metabolites"in"IGT"patients"with"Yang-deficiency"constitution,"such"as"4-acetylaminobutyric"acid,"3-dehydrocholic"acid,"citric"acid,"and"cystine"etc."16"metabolites."Treatment"group"exhibited"distinct"expression"patterns"for"16"metabolites"(including"diaminoheptadecic"acid,"acetyl-L-carnitine"and"monobutyl"phthalate"etc.)."The"analysis"by"MetaboAnalyst"shows"that"Yang-deficiency"constitution"with"IGT"was"linked"to"dysregulation"in"the"tricarboxylic"acid"cycle,"aminoacyl"bioanabolic"pathway,"and"Gly-Ser-Thr"metabolic"axis."Additionally,"Yanghe-patch"intervention"affects"the"glycine,"serine"and"threonine"(Gly-Ser-Thr)"metabolic"axis"and"sphingolipid"metabolism."Conclusion"The"application"of"Yanghe-patch"on"acupoints"shows"potential"in"alleviating"chronic"systemic"inflammation"and"improving"symptoms"associated"with"Yang-deficiency"constitution"in"individuals"with"IGT."Metabolomics"analysis"has"revealed"a"range"of"metabolites"involved"in"their"mechanism,"among"which"the"Gly-Ser-Thr"metabolic"pathway"is"considered"crucial"for"regulating"the"constitution"of"Yang-deficiency"constitution"in"individuals"with"IGT.
[Key"words]"Impaired"glucose"tolerance;"TCM"Constitution;"Acupoint"application;"Metabolomics;"Yanghe-patch;"Yang-"deficiency"constitution
近年來,糖尿病與糖尿病前期發(fā)病率逐年增加,其中糖耐量減低(impaired"glucose"tolerance,IGT)發(fā)病率已達18.6%[1]。IGT發(fā)病與多因素參與的機體代謝紊亂密切相關(guān),生活方式干預(yù)及中醫(yī)治療均是有效防治手段,可預(yù)防或延緩其向糖尿病進展[2]。IGT患者由于稟賦不足、長期慢性虧耗等因素導(dǎo)致陽氣虧損,陽虛體質(zhì)高頻出現(xiàn)[3]。陽和貼化裁自王維德《外科證治全生集》之陽和湯,可溫陽補血、散寒通絡(luò),調(diào)節(jié)機體代謝。本研究以陽虛體質(zhì)IGT患者為研究對象,采用目前在糖尿病等代謝性疾病研究[4]、中醫(yī)體質(zhì)內(nèi)源性特征性標(biāo)志物研究[5-6]中均有廣泛應(yīng)用的代謝組學(xué)方法,對涉及機體生命活動的多參數(shù)代謝產(chǎn)物采用液相色譜-質(zhì)譜(liquid"chromatograph-mass"spectrometer,LC-MS)技術(shù)結(jié)合生物信息學(xué)方法分析,并引入紅外線熱成像技術(shù),進行陽和貼穴位貼敷治療效果評價及對人體血清代謝譜的影響,預(yù)測相關(guān)作用靶點,為中醫(yī)外治法調(diào)護IGT偏頗體質(zhì)提供理論依據(jù)。
1""資料與方法
1.1""一般資料
選取2022年10月至2024年1月于浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬寧波市中醫(yī)院就診的25~65歲IGT患者,采用分層隨機化法分為對照組和治療組。根據(jù)公式:,P1=0.85,P2=0.45,設(shè)雙側(cè)α=0.05,治療組與對照組樣本量為1∶1;計算治療組及對照組樣本量均為32例,故本研究共納入64例IGT患者。研究過程中治療組脫落1例,脫落率lt;10%,最終治療組31例,對照組32例。另選取同期29名健康體檢者納入健康組,作為差異代謝物分析時的陰性對照。治療組中男16例,女15例,平均年齡(47.87±7.72)歲;對照組中男16例,女16例,平均年齡(48.34±7.08)歲;健康組中男15名,女14名,平均年齡(46.80±6.36)歲。三組納入者的年齡、性別比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(Pgt;0.05),具有可比性。本研究參與者均知情同意并簽署知情同意書。本研究經(jīng)浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬寧波市中醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審批通過(倫理審批號:倫審2022研第018號-08)。
納入標(biāo)準(zhǔn):①符合IGT診斷標(biāo)準(zhǔn):參照《中國2型糖尿病防治指南(2020年版)》[1]標(biāo)準(zhǔn),空腹血糖(fasting"blood"glucose,F(xiàn)BG)lt;7.0mmol/L,口服葡萄糖耐量試驗餐后2h血糖≥7.8且lt;11.1mmol/L,并排除1型糖尿病、單基因糖尿病、繼發(fā)性糖尿病、妊娠糖尿?。虎陉柼擉w質(zhì)判定標(biāo)準(zhǔn):根據(jù)《中醫(yī)體質(zhì)分類與判定》[7]標(biāo)準(zhǔn)計算原始分及轉(zhuǎn)化分,判定體質(zhì)類型;③健康人群評定標(biāo)準(zhǔn):排除糖代謝異常病史,無代謝性疾病、心腦血管疾病、肝腎系統(tǒng)疾病及其他相關(guān)疾病,排除惡性腫瘤、免疫系統(tǒng)疾病、內(nèi)分泌疾病、血液系統(tǒng)疾病等。排除標(biāo)準(zhǔn):①各種應(yīng)激狀態(tài)如感染、創(chuàng)傷、大出血、嚴(yán)重心腦腎重癥患者,各類代謝疾病急性并發(fā)癥,其他兼癥(如腫瘤、免疫系統(tǒng)或血液系統(tǒng)疾病)患者;②對研究藥物中某種成分過敏或有不良反應(yīng)者;③妊娠或哺乳期女性;④各類慢性病需長期使用西藥控制者。剔除標(biāo)準(zhǔn):①未按試驗設(shè)計方案治療;②治療后產(chǎn)生不良反應(yīng)未能接受全程觀察者;③臨床資料不全者。
1.2""研究方案
1.2.1""治療方案""納入者入組前均停用其他口服及外用藥物(包括中藥)14d,作為藥物洗脫期。①生活方式基礎(chǔ)治療:治療組和對照組患者均接受控糖飲食、運動指導(dǎo);②治療組患者加用陽和貼(白芥子20g,細辛20g,肉豆蔻20g,肉桂10g,干姜10g,生黃芪10g,冰片8g,本院制劑室統(tǒng)一粉碎,按5g藥粉0.5ml姜汁+1.0ml蜂蜜配比混合成糊狀,裝入專用敷貼凹槽內(nèi))外敷于關(guān)元、氣海、中脘、命門、脾俞(雙側(cè))、腎俞(雙側(cè))、足三里(雙側(cè))穴,每次外敷90min,1次/周,持續(xù)治療8周。
1.2.2""評價指標(biāo)""治療組和對照組患者均接受理化指標(biāo)檢查、中醫(yī)體質(zhì)評分測定,比較治療前后變化情況;治療組、對照組和健康組納入者均行血清代謝組學(xué)測定。①理化指標(biāo):治療組和對照組患者禁食12h后空腹采血4ml,生化法測FBG、總膽固醇(total"cholesterol,TC)、三酰甘油(triglyceride,TG)、低密度脂蛋白(low-density"lipoprotein,LDL),酶聯(lián)免疫吸附試驗檢測血清腫瘤壞死因子α(tumor"necrosis"factor-α,TNF-α)水平;另取血2ml以親和層析微柱法測定糖化血紅蛋白(hemoglobin"A1c,HbA1c)。②療效評價標(biāo)準(zhǔn):參照《中藥新藥臨床研究指導(dǎo)原則》[8]相關(guān)判定原則。③陽虛體質(zhì)評分:根據(jù)《中醫(yī)體質(zhì)分類與判定》[7]評分。④紅外線熱像測定:測試室維持室溫(26±2)℃、濕度40%~60%,室內(nèi)減少空氣流動。受試者暴露觀察的部位,采用數(shù)字式醫(yī)用紅外線熱像儀(杭州遠舟醫(yī)療科技有限公司,型號:MTI-Economy-2013-B)拍攝圖片,IRM"View熱成像圖分析所測圖像的人體功能分區(qū)(上焦、中焦、下焦)、任脈、督脈的相對溫差ΔT值,ΔT=Ta–Tb(Ta為功能分區(qū)平均溫度,Tb為軀干平均溫度),正值為熱偏離,負值為涼偏離。
1.2.3""LC-MS法測定血清代謝譜""采用Waters"ACQUITY超高效液相色譜和Termo"Scientifc"Q-Exactive高分辨質(zhì)譜儀行代謝物的分離和檢測。血清樣本用甲醇提取后加入內(nèi)標(biāo)(1mg/ml二氯苯丙氨酸)5μl進行檢測。色譜柱:ACQUITY"UPLC"HSS"T3(2.1mm×100mm,1.8μm)。色譜分離條件:柱溫40℃;流速0.3ml/min;流動相A:水+0.05%甲酸;流動相B:乙腈;注射量:5μl;自動注射器溫度:4℃。質(zhì)譜參數(shù):采用Q"Exactive"HF質(zhì)譜儀進行一級、二級質(zhì)譜數(shù)據(jù)采集,一級全掃描(掃描范圍:70~1050m/z),數(shù)據(jù)依賴性二級質(zhì)譜掃描(dd-MS2,TopN=10)。采用正、負離子模式進行檢測。
1.2.4"方法學(xué)考察與數(shù)據(jù)分析""取10μl待測樣本混合作為質(zhì)控樣本(quality"control,QC),在檢測中均間隔10個樣本插進1個QC,以觀察儀器系統(tǒng)的重復(fù)性和穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)分析采用總離子電流歸一化方法,將三維數(shù)據(jù)輸入SIMCA"14.1軟件進行主成分分析(principal"component"analysis,PCA),對潛在結(jié)構(gòu)的正交投影-判別分析(orthogonal"projections"to"latent"structures-discriminate"analysis,OPLS-DA)獲得更高水平的群體分離。對差異代謝物以Fold"change≥1.4或lt;0.8,且Plt;0.05作為初步篩選條件,結(jié)合變量權(quán)重值(variable"importance"in"the"projectio,VIP)gt;1.5、t檢驗結(jié)果Plt;0.05的條件,篩選具有顯著差異性的代謝物。
1.3""統(tǒng)計學(xué)方法
采用IBM"SPSS"22.0統(tǒng)計學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進行處理分析。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,組內(nèi)治療前后的比較采用配對樣本t檢驗,兩組之間比較采用獨立樣本t檢驗。計數(shù)資料以例數(shù)(百分率)[n(%)]表示,比較采用c2檢驗。Plt;0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2""結(jié)果
2.1""兩組患者的臨床療效比較
治療組患者的總有效率90.32%高于對照組的46.88%,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(Plt;0.05),見表1。
2.2""兩組患者的陽虛體質(zhì)評分與紅外線熱成像圖溫度特征比較
治療后,治療組患者的陽虛體質(zhì)評分顯著下降(Plt;0.05),對照組患者則無明顯變化(Pgt;0.05)。治療前兩組患者的任脈溫度較督脈低,符合陽虛偏頗體質(zhì)中任督陰陽失衡的特征,督脈軌跡不規(guī)整連續(xù),熱偏離較少;上焦、中焦、下焦的溫度ΔT值呈下降趨勢,符合陽虛體質(zhì)“上熱下寒”特征[9-10];兩組患者的上述部位溫度ΔT值比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(Pgt;0.05)。治療后,治療組患者的任脈溫度升高,涼偏離改善,督脈溫度明顯升高(Plt;0.05),督脈軌跡連續(xù)性增加;上焦溫度下降(Plt;0.05),熱偏離改善,中焦、下焦溫度均出現(xiàn)明顯升高(Plt;0.05),見表2和圖1。
2.3""兩組患者的理化指標(biāo)比較
治療后,治療組患者的FPG、HbAlc、TG、LDL、TNF-α水平較治療前均明顯下降(Plt;0.05),且低于對照組(Plt;0.05);兩組患者治療前后的TC水平均無明顯變化(Pgt;0.05),見表3。
2.4""多元統(tǒng)計分析
對治療組、對照組及健康組納入者的血清進行代謝組學(xué)分析,所得數(shù)據(jù)通過無監(jiān)督PCA分析及監(jiān)督模式下的OPLS-DA分析降低數(shù)據(jù)維數(shù)。正離子模式下,健康組vs.對照組:R2X=0.243,R2Y=0.897,Q2=0.739;對照組vs.治療組,R2X=0.199,R2Y=0.846,Q2=1.102。負離子模式下,健康組vs.對照組:R2X=0.294,R2Y=0.654,Q2=0.792;對照組vs.治療組:R2X=0.195,R2Y=0.866,Q2=0.574。表明模型擬合度越好模型預(yù)測效能越高,見圖2。
A.正離子模式下組間比較PCA得分圖;B.負離子模式下組間比較PCA得分圖;C.正離子模式下健康組vs.對照組OPLS-DA得分圖;""""D.負離子模式下健康組vs.對照組OPLS-DA得分圖;E.正離子模式下對照組vs.治療組OPLS-DA得分圖;F.負離子模式下對照組vs.治療組OPLS-DA得分圖
2.5""血清差異代謝物篩選
按OPLS-DA的VIP值結(jié)合t檢驗結(jié)果,在健康組vs.對照組間確定16個差異表達的代謝物;在對照組vs.治療組間確定16個差異表達的代謝物,見表4。利用邁維云平臺將組間差異代謝物的含量變化轉(zhuǎn)化為可視化熱圖,見圖3。
2.6""代謝通路初步分析
在MetaboAnalyst及KEGG數(shù)據(jù)庫中對差異代謝物進行搜索與代謝通路分析。以通路影響值gt;0.1且Plt;0.05為篩選標(biāo)準(zhǔn),健康組vs.對照組共得到3條陽虛體質(zhì)IGT患者與健康人群的主要差異通路,對照組vs.治療組共得到2條與陽和貼治療陽虛體質(zhì)IGT患者相關(guān)通路,見表5,其中甘氨酸-絲氨酸-蘇氨酸(glycine,serine"and"threonine,Gly-Ser-Thr)代謝軸相關(guān)通路在兩組間比較中均被得到。
代謝組學(xué)是通過對機體代謝產(chǎn)物定性定量分析并經(jīng)多維統(tǒng)計分析及資源整合了解代謝物功能作用的關(guān)鍵技術(shù),在代謝性疾病機制研究中得到廣泛應(yīng)用[11]。目前代謝組學(xué)在中醫(yī)體質(zhì)學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)等研究中應(yīng)用較多,彌補既往的基因組學(xué)研究側(cè)重體現(xiàn)先天遺傳作用而忽略后天因素導(dǎo)致變化的缺陷[12]。代謝物結(jié)合基因與環(huán)境共同作用,更貼近表型[13];故以組學(xué)技術(shù)篩選代謝標(biāo)志物群及相關(guān)通路,觀察內(nèi)源性代謝物譜的特征性改變可為疾病特定體質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)提供鑒別依據(jù)。
陽虛則代謝減緩,作為IGT發(fā)病始動因素貫穿疾病始終[14]。針對陽虛體質(zhì)IGT者,有研究以陽和湯治療糖尿病周圍神經(jīng)病變,可改善局部血供,緩解冷痛、麻木[15]。本研究選用陽和貼外敷,重用白芥子、細辛散寒止痛,肉豆蔻溫里祛寒,佐以肉桂、干姜溫經(jīng)通絡(luò),生黃芪益氣溫里,穴位貼敷取穴關(guān)元、氣海、中脘、命門,培補元陽,配以脾俞、腎俞、足三里,補中益氣。8周后,治療組陽虛評分下降、癥狀改善,任脈偏寒及督脈“多段分層”等陰陽失衡表現(xiàn)減輕,“上焦偏熱、中下焦偏寒”減輕,患者血糖、血脂水平均改善,血清炎癥因子下降,表明陽和貼可調(diào)節(jié)陽虛體質(zhì)IGT患者的糖脂代謝,減輕代謝紊亂引起的慢性炎癥。
代謝組學(xué)分析顯示,陽虛體質(zhì)IGT患者血清中代謝物4-乙酰氨基丁酸、3-脫氫膽酸等升高,治療組患者的二氨基庚二酸較對照組升高,膽紅素較對照組下降。經(jīng)MetaboAnalyst軟件分析發(fā)現(xiàn)陽虛體質(zhì)IGT形成與三羧酸循環(huán)、Gly-Ser-Thr代謝軸等通路有關(guān),而Gly-Ser-Thr代謝軸與陽和貼干預(yù)也同樣相關(guān)。肖雅等[16]針對陽虛體質(zhì)亞健康人群血漿代謝組學(xué)的研究證實陽虛體質(zhì)存在氨基酸代謝、三羧酸循環(huán)等通路改變,與本研究類似。Gly-Ser-Thr代謝軸參與機體抗衰老機制,通過激活解毒作用和維持分子周轉(zhuǎn)、修復(fù)、合成,保持細胞活性[17];這與陽虛體質(zhì)IGT多發(fā)生在稟賦不足、高齡人群相符,且Gly-Ser-Thr軸相關(guān)途徑如AMPK通路可通過影響碳水化合物模式和能量利用效率增加抗氧化作用[18];與陽虛體質(zhì)能量代謝障礙特點相符,故陽和貼可能通過上述機制調(diào)整能量代謝、改善陽虛癥狀。
綜上,本研究通過糖類、脂質(zhì)及炎癥因子測定結(jié)合體質(zhì)評分、紅外線熱成像技術(shù)完成陽和貼穴位貼敷治療陽虛體質(zhì)IGT患者效果評價,并對患者血清代謝標(biāo)志物特征性變化作初步研究,觀察到多個陽虛體質(zhì)IGT的潛在代謝標(biāo)志物及陽和貼干預(yù)的潛在作用靶代謝物,并預(yù)測Gly-Ser-Thr代謝軸相關(guān)通路可能是陽和貼干預(yù)作用的潛在作用通路。研究從內(nèi)源性代謝物及通路出發(fā),探討穴位貼敷治療陽虛體質(zhì)IGT人群的血清代謝物變化,但所得研究結(jié)論僅為生信預(yù)測結(jié)果,具體作用機制與靶點尚需深入研究,本研究團隊將在后續(xù)研究中通過構(gòu)建代謝網(wǎng)絡(luò)并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析,以期發(fā)現(xiàn)潛在的干預(yù)靶點并進行進一步的細胞、組織水平驗證。
利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。
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(收稿日期:2024–06–29)
(修回日期:2024–11–19)