呼吸系統疾病中醫證候本質組學研究應用與思考

何轉為，唐志宇，王德群，潘媛媛，曹文富

（1.重慶醫科大學附屬永川中醫院2019級碩士研究生，重慶 402160；2.重慶醫科大學附屬永川中醫院，重慶 402160；3.重慶醫科大學中醫藥學院，重慶 401331）

隨著高通量測序技術、高分辨質譜技術以及計算機技術的綜合運用，組學技術正在生命科學領域發揮越來越重要的作用［1］。呼吸系統疾病是臨床常見病、多發病，具有反復發作和根治難度大的特點，據2015年中國死因監測數據，呼吸系統疾病已經成為中國第4位死亡原因的疾病［2］。研究表明，中醫藥治療呼吸系統疾病在抗病毒、控制肺纖維化、改善肺功能、抗肺癌復發轉移等方面均具有優勢［3］。近年來組學技術被廣泛運用到呼吸系統疾病的證候本質研究中，現綜述組學技術對呼吸疾病證候本質的研究應用。

1 組學技術

組學技術分為基因組學、轉錄組學、蛋白質組學及代謝組學。基因組學通過全轉錄組測序、表達譜芯片等技術揭示疾病不同階段的基因表達水平及調控機制［4］；轉錄組學通過基因表達的信息推斷相應未知基因的功能，從而揭示某類調節基因的作用機制；蛋白質組學常用高分辨質譜的標記和非標記定量定性技術，從整體層面研究生物體內的蛋白質組成與調控活動規律［5］；代謝組學分為靶向代謝組學和非靶向代謝組學，用于描述生物內源性代謝物的整體及其對內外因素的應答規律。通過組學技術不僅可以提示生命進程的物質基礎，還可以揭示生物進程中已經發生的物質改變［6］。

2 組學技術與中醫證候

證候是中醫學獨有的概念，是古代醫家經過長期臨床實踐總結歸納而成的對疾病某一特定階段病理生理變化的概括。證候是中醫學整體觀念和辨證論治的精髓所在，因此準確的辨證才是確保臨床療效的前提。但在實際臨床工作中，因缺乏統一的證候判定標準，不同的臨床工作者對同一疾病體所辨別出的證候類型有所差異；另一方面，針對中醫藥的整體性，目前常采用對照關聯、類比分析、經驗集理論等多種數據挖掘方法研究中醫證候，但其高維度、高階性和非線性的復雜性使得數據挖掘并不能全面概括中醫證候［7］。而組學技術可動態捕捉疾病狀態下體內生物分子的動態變化，具有不同維度、不同層次、不同靶點的研究特點以及動態性、復雜性和整體性，其研究方法和中醫學的整體觀念理論契合，是研究證候微觀標準的先進技術。

3 組學技術在呼吸系統疾病中醫證候本質研究

3.1 哮喘

支氣管哮喘簡稱哮喘，是一種氣道慢性炎癥性疾病［8］，以突然發生喘息、咳嗽、胸悶、氣促等為主要臨床表現，是常見的呼吸系統疾病。支氣管哮喘屬中醫“哮病”、“喘證” 范疇，中醫臨床分型較多，其中腎氣虛型所占比重較大。余鵬飛等［9］通過代謝組學分析腎氣虛證哮喘與健康人的尿液差異代謝物，發現26種物質差異明顯。宋紅等［10］采用卵蛋白聯合游泳力竭法、恐傷腎雙因素復合法建立動物模型，利用核磁共振技術共鑒定出20種差異具有統計學意義的血清代謝物，其中異亮氨酸、谷氨酰胺、乳酸變化較為顯著，可作為哮喘腎氣虛證的潛在生物標記物。卡依沙爾等［11］利用NMR和HPLC開展腎虛痰瘀型哮喘患者尿液代謝組學研究，發現中醫不同證型哮喘患者尿液代謝物有一定的差異。劉世剛等［12］發現哮喘虛寒證與虛熱證患者小分子代謝物有顯著差異，其中4—氨基丁酸最有可能是鑒別兩種證型的生物標記物。此外還有研究［13-14］發現小兒支氣管哮喘發作期與健康兒童代謝物具有差異性，支氣管哮喘發作期不同證型間存在代謝標記物與代謝通路基礎。這些研究選擇不同的樣本研究了哮喘不同的證型，發現患者與健康人之間的代謝物、不同證型之間的代謝物都有顯著的差異，從側面驗證了中醫的復雜性與整體性，也為中醫理論的現代化研究提供了理論依據。

3.2 肺癌

肺癌是我國發病率及病死率非常高的惡性腫瘤。管艷［15］采用蛋白質組學技術，比較非小細胞肺癌（NSCLC）脾虛痰濕證和其他證型血清蛋白質組學的差異，分析出ITIH4、A1AT等6個差異蛋白可作為物質基礎促進NSCLC脾虛痰濕證的辨證標準化。唐瑩等［16］研究肺癌中脾虛痰濕型與健康人的血清蛋白表達差異，通過2D-DIGE和MALDI-TOF-MS方法找到了HP、WDR5等7個蛋白可能作為肺癌脾虛痰濕型潛在的血清生物標志物。周賢梅等［17］利用代謝組學技術分析痰濕蘊肺證和氣陰兩虛證的肺癌患者代謝物，發現了潛在的證候標志物，其中7—四氫苯并噻吩等與肺癌痰濕蘊肺證具有高度相關性，1—（苯基磺?；?吡咯與肺癌氣陰兩虛證的聯系比較密切，這些都可能是證候生物標記物為肺部腫瘤的臨床辨證提供數據，說明只要是不同的證型，即使是肺癌的同一病理類型，也會存在分子水平差異的情況。組學研究方法可以用于肺部腫瘤診斷，同時也可以探索肺部腫瘤不同中醫證型的臨床客觀化指標。

3.3 肺結核

結核病（TB）是由結核分枝桿菌引起的一種慢性傳染病，是影響發展中國家公共衛生的重大傳染疾病。生物標志物對于肺結核的篩查、診斷、預后、療效判斷以及檢測十分重要。汪婷婷［18］通過蛋白質組學研究結果表明，共有39個差異蛋白質在肺結核證候之間表現出顯著差異。提出GGH、JGHG3和HPT分別是肺結核肺陰虛證、陰虛火旺證、氣陰兩虛證的血清特異性蛋白質。為肺結核病中醫證候提供了新生物學研究基礎及實驗依據。劉姬艷［19］釆用中醫“望聞問切”聯合舌脈儀機器對TB患者進行辨證分型，通過蛋白質組學技術建立血清蛋白指紋圖譜，通過代謝組學技術分離及純化潛在的生物標志物蛋白，發現肺結核不同證候具有獨特的差異蛋白峰，鑒定和驗證了載脂蛋白在肺結核證候中差異表達，可能為肺結核中醫證候分型的血清潛在標志物之一。

3.4 其他呼吸系統疾病

除此之外，研究者也對其他呼吸系統疾病的證候進行了組學研究。

慢性阻塞性肺疾?。–OPD）是一種以氣流阻塞為特征，可進一步發展為肺心病和呼吸衰竭的常見慢性疾病?！秶H中醫臨床實踐指南 慢性阻塞性肺疾病》［20］將痰濁阻肺、痰熱雍肺證是COPD急性發作期常見證型。張瑞等［21］采用GC—TOFMS技術分析AECOPD痰濁壅肺型患者和健康人的血清代謝差異，發現了乳酸、琥珀酸、?；撬岬?7種差異代謝物可作為痰濁阻肺證的潛在證候標記物。孫瑗［22］采用超高效液相色，譜-質譜聯用技術，利用主成分分析、多維分析和單維分析相結合的辦法，發現COPD患者與健康人、痰熱壅肺證與非痰熱壅肺證之間的小分子差異代謝物各不相同，從代謝物層面反應了“同病異治”的科學性。黃浩［23］采用液相色譜儀+質譜儀分析社區獲得性肺炎（CAP）與健康人血漿中的內源性差異代謝物發現CAP患者外周血中二氫睪酮、脫氫皮質酮、二氫葉酸、甲基多巴、絲氨酸、組氨酸、脯氨酸上調，提示CAP在激素及蛋白質代謝方面發生改變。鄭子安［24］運用iTRAQ標記蛋白質組學技術發現LPS霧化吸入誘導小鼠胃腸積熱復合肺炎模型組與正常小鼠肺組織中有521種差異表達蛋白可作為胃腸積熱型肺炎潛在的證候標記物，據此推測三羧酸循環功能的改變可能是胃腸積熱型肺炎的致病機制。特發性肺纖維化（IPF）是一種病因未明的特殊類型的慢性進展性纖維化型疾病，組織病理學及影像學表現為普通型間質性肺炎。該病起病隱匿，主要臨床表現為逐漸加重的呼吸困難，伴刺激性干咳，最終病理轉歸致呼吸衰竭而致死［25］。古代中醫沒有相應記載，后世醫家將其歸為“肺萎”、“肺痹”范疇。GUIOT J等［26］對IPF的血清生物標志物在蛋白組學方面進行了研究，其中肺泡上皮標志物包括KL-6、SP-A、SP-D，纖維發生和細胞外重塑標志物包括基質金屬蛋白酶1和7、賴氨酰氧化酶樣蛋白-2等，其他標志物包括熱休克蛋白70等。但上述標志物缺乏縱向研究，故難以運用于臨床。目前也未發現有關IFP在中醫證候方面的組學研究，還需要進一步的探索挖掘。

4 小結與思考

近幾年組學技術在用于研究呼吸系統疾病中醫證候本質領域取得了一系列進展。在不同疾病不同證型方面都進行了初步的證候物質基礎探索，并且已經發現了相關證候生物標記物，為呼吸系統疾病中醫證候的客觀化、指標化以及證候本質的研究找到了前沿的、先進的現代技術平臺。但組學研究也存在一些問題。首先，大部分研究采用一種組學技術，例如肺結核、肺纖維化以蛋白組學研究為主，哮喘和COPD則以代謝組學研究為主，只有肺炎與肺部腫瘤均涉及了蛋白組學與代謝組學研究，而還未發現有關基因組學、轉錄組學在呼吸系統疾病中醫證候的研究，將證候總結為單一層面的紊亂，具有一定局限性；其次，許多研究均針對同一呼吸系統疾病的一種中醫證候進行研究，而疾病癥狀復雜變化多樣，證候分類多，這些研究尋找到的差異性生物標記物并不能全方位、準確的表征這一證候，需收集更多樣本，對各證候間進行對比。故擴大樣本量、建立中醫證候組學數據庫及多種組學技術聯合運用將有助于揭示中醫證候的生物學本質，推動中醫藥向精準治療發展。