中醫體質的遺傳學研究思路

姚實林

(安徽中醫學院,安徽合肥 230038)

中醫體質理論認為,體質是在先天遺傳和后天環境影響下形成的形態結構、生理功能和性格心理方面的固有特質。稟賦遺傳論是中醫體質的 4個基本原理之一。遺傳對體質的影響是體質相對穩定的基礎,也是體質可以分類的基礎;而后天生活環境對體質的影響是體質可變可調的理論基礎。遺傳基因的多樣性和后天生活環境的復雜性決定了世界上沒有兩個人的體質完全相同,但不同種族和同一種族的不同個體之間陰陽、氣血津液存在質和量的趨同性。因此,無論什么種族都可以用中醫體質分類方法進行分類,只是其體質類型的分布存在一定的差異性。從基因水平及其表達產物水平揭示體質差異的遺傳學機制,一直是中醫體質研究者孜孜以求的研究方向。由于中醫體質性狀的復雜性,故難以用一個基因或一個蛋白質來詮釋體質的差異性。盡管如此,國內學者還是從臨床和實驗研究方面對中醫體質的遺傳學機制進行了一定廣度和深度的探討,茲評述如下。

1 臨床研究

1.1 家系研究

家系研究即通過臨床流行病學調查方法發現某種體質類型的先證者, 獲得先證者一級、二級、三級親屬的遺傳系譜, 再調查該系譜內所有符合中醫體質調查納入標準成員的體質類型, 以判斷該體質是否具有遺傳傾向性, 推測其遺傳規律(遺傳度), 估計子代具有該體質的概率, 并采用生理生化檢測方法及基因組學、蛋白組學和代謝組學手段, 尋找病例組(某種體質者)和對照組(家系內非該種體質者)體質差異性的基因或分子標志物。例如, 周小軍等[ 1]采用家系調查的方法, 揭示鼻咽癌家系的體質特點為虛弱質。王米渠等[ 2]應用基因芯片技術, 對同一家系中的4例虛寒證患者和6例正常人進行基因表達譜檢測。結果發現, 此寒證家系中的虛寒證患者與能量代謝相關的差異表達基因達15個, 占此實驗中已知功能基因的52%。吳斌等[ 3]探討了1個寒證家系的外周血基因芯片譜, 發現寒證的差異表達基因主要與新陳代謝、細胞生理程序、細胞信號傳導和生物的生理程序有關。王米渠和吳斌等所調查的虛寒證家系其實類似于陽虛體質。還有一些學者對糖尿病[4]、高血壓[5]、精神性疾病[6]等進行了家系調查,而糖尿病、高血壓的發病與痰濕體質相關聯,精神性疾病發病與氣郁體質相關聯,今后可以痰濕質、陽虛質、氣郁質的家系研究為切入點,探討體質的遺傳傾向性、遺傳規律及其遺傳機制。

1.2 雙生子研究

雙生子分析法是人類遺傳學研究的經典方法。雙生子包括同卵雙生子和異卵雙生子,前者的性狀差異主要是由環境因素造成的,后者的性狀差異則是由遺傳和環境兩者共同造成的。采用雙生子法進行體質的遺傳學研究,首先要解決遺傳度公式的選擇和雙生子卵型的鑒別等基礎問題[7]。國內雙生子研究主要集中在精神疾病、眼科疾病和心血管疾病的研究方面[8]。目前尚無采用雙生子法進行中醫體質的遺傳學研究的報道,但陳聰等采用雙生子研究和家系研究相結合的方法,探討了遺傳因素和環境因素對血瘀證的影響[9]。未來采用雙生子法研究中醫體質的思路是:采用中華中醫藥學會《中醫體質分類與判定》標準(編號 ZZYXH/T157-2009),對符合納入標準和排除標準的雙生子進行中醫體質測試和判定,同時采用容貌相似法、血型遺傳標記(ABO血型和 Rh血型)鑒別法、染色體結構多態性辨別法、DNA“指紋”鑒別法和短串聯重復序列(short tandem repetitive sequence,STR)熒光標記復合擴增法等進行卵型鑒定,計算某種體質的遺傳度;并采用基因芯片技術觀察同卵雙生子和異卵雙生子外周血的差異表達基因,則前者的基因表達差異可以認為是環境因素導致的,而后者則是遺傳和環境共同作用的結果。

1.3 臨床流行病學調查

即采用中醫體質量表對自然人群的中醫體質類型進行調查和判定,通過生理生化指標的測定及外周血基因表達譜或蛋白組學等手段探討體質遺傳的基因或分子標志物,此類研究國內已較多開展。例如,駱斌[10]檢測了 41例肥胖人與 50例正常人的白細胞抗原(human leukocyte antigen,HLA),結果表明肥胖人 HLA-B12抗原頻率顯著高于正常人。王文寶等[11]發現,北方漢族健康人陽多陰少型者的 Aso基因頻率升高,陰多陽少型的 HLA-B13基因頻率升高[11]。沈乃瑩等[12]研究結果提示,急性腦梗死患者 HLA-DQA 1＊0501基因型與陰虛質相關聯,HLADQA1＊0301基因與氣虛質、痰濕質及血瘀質相關。王琦等[13]采用基因芯片技術發現,陽虛質甲狀腺激素受體 β(thyroid hormone receptorβ,TRβ)表達下調,為陽虛質不耐寒冷的表現提供了分子生物學解釋;并采用生化檢測的方法發現,陽虛質較平和質血清皮質酮、環磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)/環磷酸鳥苷(cyclic guanosinemonophosphate,cGMP)比值、白細胞介素-1β和促甲狀腺激素顯著上升,血清皮質醇、促腎上腺皮質激素、cGMP及游離甲狀腺素 4顯著下降[14]。董靜[15]發現,痰濕體質與平和體質比較,存在拷貝數變異和差異表達基因單核苷酸多態性特征,共檢測出 15個拷貝數變異(copy number variance,CNV),初步篩選出 5個差異表達基因共 6個單個核苷酸多態性(single nucleotide polymorphism,SNP)位點。由于偏頗體質者及平和(正常)體質者來自自然人群,因此難以判定所獲取的基因標志物和分子標志物是遺傳因素還是環境因素造成的。但由于此法較家系調查及雙生子研究易于獲取樣本,故其仍是體質遺傳學研究的主要形式。

2 實驗研究

以人作為研究對象時,易于對中醫體質類型進行判定,且所獲取的中醫體質遺傳學參數能夠直接揭示人類體質的遺傳學機制,但也存在依從性低、標本采集形式較為單一的不足,限制了研究的進一步拓展,尤其是在中醫體質的干預研究方面,體質偏頗者由于是處于非病狀態,難以在研究者的直接督導下進行干預治療,其依從性更難以保證。因此,迫切需要復制中醫體質的動物模型,以此作為平臺開展中醫體質的遺傳學機制及其干預研究。由于遺傳決定個體發育的可能范圍,環境各因素則影響遺傳潛力的發揮,最后決定發育的速度及達到的程度。個體一旦離開母體,其體質將主要受到環境因素的影響,而環境因素使體質發生改變是一個較長的過程,若對動物個體施以某種后天干預以復制體質模型,將需要較長的時間,且難以與證候模型相區別。根據先天體質和胎傳體質的形成機制復制中醫體質模型,將是符合中醫理論動物模型的創新。

2.1 先天體質模型的復制

根據中醫“人之始生,以母為基,以父為楯”(《靈樞·天年 》)和 “兩神相搏,合而成形”(《靈樞·決氣》)的個體形成理論,采用一定的措施干預親代體質,使其體質向某種體質類型轉變,或采用自然存在的某種偏頗體質動物,再觀察其子代體質,并采用生化檢測方法及基因組學、蛋白組學、代謝組學技術,探索某種體質的分子或基因標志物,有望揭示體質的遺傳學機制。目前尚無通過改變親代體質復制體質動物模型的報道,但自然群體動物確實存在不同的體質狀態。例如,匡調元等[16]通過測量大鼠兩后腳掌溫度將大鼠劃分為常體、寒體和熱體,對自然群體中常體、寒體和熱體大鼠的生化指標、生理功能、淋巴細胞體外增殖及 DNA損傷后修復能力、腎臟微量元素和免疫功能進行檢測,并對其肝臟進行一般形態學及超微結構觀察。張宇鵬等[17]檢測了10種不同品系 Wistar、SD、CD和 SHR大鼠的體溫、體質量、腎上腺、胸腺、脾臟濕質量及甲狀腺素等,結果提示 SHR/spⅠ大鼠虛寒體質最為明顯,SDⅡ級大鼠實熱體質較明顯。陳小野[18]發現,WistarⅠ級大鼠傾向于虛寒體質,提示自然群體大鼠存在一定的體質差異,若以自然陽虛體質大鼠為研究的切入點,觀察其子代大鼠的體質類型,可望獲得先天陽虛體質的子代大鼠。

2.2 胎傳體質模型的復制

因孕母養胎失當導致子代出現的偏頗體質即為胎傳體質。古代醫家對胎傳體質有豐富的認識。《素問·奇病論》認為:“胎病,此得之在母腹中時,其母有所大驚,氣上而不下,精氣并居。”《幼幼集成·卷二·胎病論》指出:“胎怯者……非育于父母之暮年,即生于產多之孕婦。成胎之際,元精既已澆漓,受胎之后,氣血復難長養,以致生來怯弱。”《諸病源候論·難乳候》指出:“兒在胎之時,母取冷過度,冷氣入胞,令兒著冷,至兒生出,則喜腹痛,不肯飲乳,此則胎寒,亦名難乳也。”基于這一思想,采用中醫傳統病因作用于妊娠動物,當作用時間和強度達到一定要求時,就有可能使子代出現某種偏頗體質。

在利用傳統病因復制腎虛動物模型方面,王米渠等課題組采用貓嚇孕鼠的方法復制先天腎虛模型鼠,然后進行空地測試、懸掛尾測試、下滑繩測試、亮盒排便測試、高立鋼管測試、巷道趨食測試、跳臺測試、初生鼠翻身測試、子代成年鼠取食芝麻測試等行為學測試,并觀察初生鼠大腦皮質分子層厚度、皮質神經細胞數量,青年子代先天腎虛鼠睪丸生精細胞數量及成熟精子數,還研究了子代初生鼠胸腺DNA、RNA含量和子代腦組織膽堿酯酶活性。王氏等所采用的腎虛模型復制方法是基于“驚恐傷腎”的中醫病因病機理論,子代腎虛鼠也類似于中醫的“腎虛”體質,從某種意義上來說是對中醫體質動物模型復制方法的一次嘗試,并取得了較為滿意的結果。今后,宜以痰濕體質、陽虛體質這兩種研究較為深入的體質類型為切入點,復制胎傳體質的實驗動物模型。

3 結語

由于國內計劃生育的開展,導致家系規模小,加上現代社會人員流動性大,居住分散,故家系調查時難以獲得足夠數量的樣本。我國雙生子出生率為3.99‰～13.91‰,絕大部分地區為 5‰ ～9‰。雙生子法是常用的判斷遺傳因素和環境因素對表型影響程度的方法之一。與家系研究法比較,雙生子數據較易獲得,并且可直觀地看到明顯效應。

基于先天體質及胎傳體質思想復制中醫體質的動物模型,可有效彌補單純臨床研究時依從性低、標本采集形式單一等不足。但是,在模型動物的選擇、干預因素的方式和強度的確定及模型動物體質類型的判定方面尚無成熟的方法。目前,國內方肇勤課題組的四診實驗方法可以借鑒于動物體質的辨識。

另外,應選擇適宜的技術和方法探索體質類型的分子和基因標志物。在遺傳標志物的確定上,應體現中醫體質的特點:一要體現體質的穩定性,二要體現體質的多態性,三要策應體質的環境制約論。早期的遺傳標志物 HLA即能較好地反映中醫體質的特點,而近年來的 CNV和 SNP檢測能夠體現體質類型的多樣性。今后應不斷跟蹤遺傳學和分子生物學的研究進展,以體質的動物模型為研究平臺,配合臨床家系調查和雙生子研究,積極采用新技術、新方法、多途徑地揭示中醫體質的遺傳學機制。

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