基于生物信息學技術分析哮喘的差異基因、免疫細胞浸潤及中藥預測*

宋金香，張念志

1 安徽中醫藥大學 安徽合肥 230038

2 安徽中醫藥大學第一附屬醫院 安徽合肥 230031

支氣管哮喘，簡稱哮喘，是受基因和環境影響的一種呼吸系統常見疾病，也是世界上最常見的慢性病之一。2015 年全球哮喘發病率為16.4%，患病人數約有3.58 億[1]。中國20 歲以上總患病率為4.2%，患病總人數超過4500 萬，由于快速變化的環境、生活方式、人口老齡化等因素，哮喘患病率正在逐漸年上升[2]。而這種慢性疾病經過治療的癥狀控制情況，據2017年的一項研究表明，我國城區哮喘總體控制率僅為28.50%[3]。中醫學關于哮喘的記載從秦漢《黃帝內經》開始，歷朝歷代，諸多名醫從發病特點、病因病機及治療等方面對哮喘進行了描述和研究，歷史悠久，療效確切，著作頗豐。現代亦有諸多研究表明，以單一西藥治療作為對照，中西醫結合治療可以進一步加快減輕癥狀，增強體質、減少復發，提高患者的軀體功能、心理功能和社會功能評分和生活質量[4]。并且通過每次復診對患者藥物的調整和了解患者用藥情況，長期持續的關注患者的病情，及時調整用藥，在減少激素等西藥藥量的同時，改善患者情緒，保證藥物治療效果，提高患者依從性大有裨益。可見，中醫藥治療哮喘大有可為之處。

隨著基因芯片技術的發展，在研究疾病的分子機制、輔助疾病診斷和治療、篩選開發藥物等方面發揮重要作用。本研究借助生物信息學技術分析哮喘差異基因及免疫細胞浸潤水平，進一步探討哮喘發病機制、治療靶點和生物標志物，并且借助數據庫篩選相關治療中藥，為臨床用藥提供新思路，也為中藥治療哮喘提供理論依據。

資料與方法

1 數據提取

從GEO 數 據 庫（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/）以“asthma”為關鍵詞檢索哮喘相關的基因芯片數據集，并對數據集進行篩選，獲得編號為GSE179156 中基因的表達譜數據，該數據集是由O’Beirne SL、 Salit J、Kaner RJ、Crystal RG 等研究者于2021 年7 月21 日上傳至GEO 數據庫，數據集包括29 個健康者樣本、57 個哮喘患者樣本，借助GPL570平臺，以芯片測序方法獲得基因表達譜數據，所有數據均可在線下載。

2 差異基因

GEO2R 是GEO 數據庫自帶的基于R 語言對基因芯片表達數據進行差異分析的在線程序，可以獲得健康者和哮喘患者之間的差異基因。基于R boxplot算法生成箱型圖，查看所選樣本的值分布，明確樣本是否適合做差異分析。獲得差異基因后，以條件P 值（P-value）＜0.05，|log2 fold change（log2 FC）|≥1 作為顯著差異基因的篩選標準，log2 FC 值正數代表上調、負數代表下調，后對顯著差異基因進行數據處理，借助平臺注釋文件，即GPL570 平臺文件，匹配探針的基因名稱（gene symbol），刪除未匹配到基因名稱的探針，對匹配相同基因名稱的探針取均值處理，最終顯著差異基因結果以火山圖展示。借助基因表達譜數據對顯著差異基因的表達量數據進行標準化處理，結果以熱圖展示。

3 富集分析及核心基因

將顯著差異基因導入Metascape 數據庫（https：//metascape.org/）進行基因本體論（GO）的功能注釋富集分析，包括生物進程（BP）、分子功能（MF）、細胞組分（CC）三個部分，以及京都基因和基因組百科全書（KEGG）的通路富集分析，以明確基因的功能及相關通路。借助STRING 數據庫（https：//cn.string-db.org/）獲得顯著差異基因蛋白質相互作用網絡，選取置信度＞0.4 的基因導入Cytoscape 軟件進行可視化，借助軟件內置cytobubba、centisacpe 和MCODE 插件，篩選前10 位顯著差異基因作為核心基因，三個結果取并集。

4 免疫浸潤分析

CIBERSORT 是基于線性支持向量回歸原理推斷22 種免疫細胞在基因表達譜數據的含量、比例。借助在線數據平臺Sangerbox（http：//sangerbox.com/）中CIBERSORT 反卷積法對 GSE179156 表達譜數據分析22 種免疫細胞浸潤組成分析，結果以P＜ 0.05 篩選可信樣本。使用Wilcox 檢驗分析哮喘患者組與健康者組免疫細胞差異性。使用Pearson 相關系數計算，分析免疫細胞間相關性。結果借助Sangerbox 繪圖工具進行可視化。

5 中藥預測

Coremine Medical 數 據 庫（https：//coremine.com/medical/）是由PubGene 公司及其合作者通過文本挖掘，進行聚類，以網絡的形式表現各種生物醫學術語之間的關系，生物醫學術語包括疾病，包括醫學主題標題，疾病、中藥、基因、癥狀、生物過程、分子功能、化學以及基因和蛋白質術語等方面。通過核心基因和Coremine Medical 數據庫相互映射，以P＜0.05 為條件篩選，與核心基因相關的中藥，根據2020 年版《中華人民共和國藥典》，規范中藥名稱、功效、性味、歸經等，對預測的中藥進行分析。

結 果

1 顯著差異基因

對在GEO 數據庫中，對GSE179156 數據集的基因表達譜數據進行GEO2R 分析，借助箱式圖對表達譜數據初步評估，結果見圖1，可見各樣本基因表達數據的中位數、上限值、下限值差異不大，具有良好的可比性。以條件：P 值 （P-value）＜0.05，|log2 fold change（log2 FC）|≥1 獲得顯著差異基因，獲得上調基因128 個，下調基因92 個，并以火山圖和熱圖可視化，見圖2、圖3。

圖1 GSE179156 表達譜數據質量分析圖

圖2 顯著差異基因火山圖

圖3 顯著差異基因聚類熱圖

2 差異基因富集分析

借助Metascape 數據庫對差異基因進行富集分析，以P Value＜0.05 為閾值，獲得顯著富集排名前20的結果，如圖4 所示。富集分析結果在相關的生物進程包括：內肽酶活性的負調節、肽酶活性的負調節、水解酶活性的負調節、蛋白水解的負調節、內肽酶活性的調節、肽酶活性的調節、催化活性的負調節、炎性反應、白細胞活化、細胞活化、骨髓細胞分化的積極調節、管狀體發生、蛋白水解的調節、骨髓細胞分化的調節、調節骨髓白細胞分化、對MAPK 級聯反應的陽性調節、生殖結構發育、白細胞分化、單核細胞分化的積極調節、生殖系統發育等；參與的信號通路有造血細胞譜系、可卡因成癮、酒精中毒、唾液分泌、IL-17 信號通路、病毒蛋白與細胞因子和細胞因子受體的相互作用、細胞因子-細胞因子受體相互作用、阿米巴病、Ras 信號通路、MAPK 信號通路、補體和凝血級聯、神經活性配體-受體相互作用、精氨酸和脯氨酸代謝等。

圖4 GO 和KEGG 富集分析（注：A：GO-BP 分析；B：GO-MF 分析；C：GO-CC 分析；D：KEGG 分析）

3 核心基因與信號通路

借助Cytoscape 軟件對顯著差異基因進行PPI分析，首先從STRING 數據庫以combined score＞0.4為條件篩選，導入Cytoscape 軟件后，借助內置工具cytobubba、centisacpe 和MCODE 模塊分析，cytohubba按照MCC 算法，選擇前10 位核心基因，結果如下：CD44、KIT、ESR1、CDH2、BDNF、AHSG、NTRK1、ITIH4、C3、GATA2；centisacpe 按照度值排序，選擇前10 位結果，如下：CD44、KIT、ESR1、BDNF、AHSG、LTF、C3、CDH2、CPA3、MUC5AC；MCODE 共篩選到6 個功能模塊，分值最高的模塊，由9 個核心基因組成，包括FETUB、ITIH4、BDNF、CDH2、GSN、AHSG、GIG25、NTRK2、C3。將三種方法所取結果取并集，共獲得核心基因17 個，其中上調基因11 個，FETUB、BDNF、GSN、AHSG、NTRK2、CD44、KIT、CPA3、MUC5AC、NTRK1、GATA2，下調基因6 個，C3、ESR1、LTF、ITIH4、CDH2、GIG25。將核心基因和信號通路的關系可視化，見圖5，如圖中所示，核心基因中可能與哮喘關系更為密切的有NTRK1、NTRK2、BDNF、KIT、KIT、C3、CD44，與核心基因關系密切的通路為RAS 信號通路、MAPK 信號通路。

圖5 核心基因與KEGG 富集通路圖

4 免疫浸潤分析

在 CIBERSORT 反卷積法分析哮喘患者組與健康者組免疫細胞浸潤水平，以P＜ 0.05 篩選后，最終獲取64 個可信樣本。如圖6 所示，哮喘患者組的未活化的CD4+T 記憶性細胞（T cells CD4 memory resting）、γδT 細胞（gamma delta T cell）、未活化的肥大細胞（mast_cells_resting ）、活化的樹突狀細胞（dendritic cells activated）高于健康者組，健康者組的CD8+T 細胞（T cells CD8）、M2 巨 噬 細 胞（macrophages M2）、活化的肥大細胞（mast_cells_activated）、中性粒細胞（Neutrophils）高于哮喘患者組。各樣本具體免疫浸潤比例見圖7。左側16 個健康者樣本，右側48 個為哮喘患者樣本。對兩組免疫細胞浸潤水平進行pearson 相關系數分析，結果見圖8。Pearson 相關系數計算發現活化的CD4+T 記憶性細胞（T cells CD4 memory activated）和M1 巨噬細胞（macrophages M1）有較強的正相關性（r=0.62），未活化的肥大細胞和活化的肥大細胞（mast cells activated）有較強的負相關性（r=-0.69）。

圖6 哮喘患者組（A）與健康者組（NA）間的免疫浸潤差異分析差異箱線+散點圖

圖7 哮喘患者與健康者樣本中免疫相關細胞的浸潤組成及比例

圖8 免疫細胞間的相關性分析熱圖

5 中藥預測及分析

借助Coremine Medical 數據庫，映射核心基因相關中藥，以P 值＜0.05 作為有顯著意義，對中藥進行篩選，通過查閱《中華人民共和國藥典》2020 年版，規范中藥名稱，歸納中藥的性味、歸經、功效等，結果如圖9所示，可見與支氣管哮喘相關中藥多歸肝、肺、心、脾等經，性味多選苦、甘、辛之品，寒溫均用。將核心基因與對應的中藥導入Cytoscape 軟件進行可視化，如圖7，該網絡圖中有199 個節點，284 條邊。該網絡圖中人參、淫羊藿、梔子、三七、山茱萸、甘草、何首烏、丹參、五味子、西洋參、水牛角、山藥、黃芩、郁金、姜黃、穿山龍、莪術等中藥的度值≥3，提示此17 味中藥可能在哮喘治療中發揮重要作用。

圖9 中藥歸經、性味雷達圖

圖10 中藥—核心基因網絡圖

討 論

1 核心基因

本研究基于GEO 數據庫的GSE179156 數據集，發現以下基因在哮喘患者和健康者樣本中的表達具有顯著差異：FETUB、BDNF、GSN、AHSG、NTRK2、CD44、KIT、CPA3、MUC5AC、NTRK1、GATA2、C3、ESR1、LTF、ITIH4、CDH2、GIG25。目前普遍認為哮喘發生發展與氣道慢性炎癥、氣道高反應性、免疫失衡、氣道神經調節失常、遺傳機制等有關。BDNF 名為腦源性神經營養因子，在外周和中樞神經系統中各種神經元的發育，存活和功能中起著至關重要的作用。聶穎等研究發現，BNDF 亦可能影響哮喘氣道炎癥的發生發展，具體可能通過上調IL-17A 的分泌，誘導相關炎性因子Eotaxin 的表達，使嗜酸性粒細胞活化、聚集[5]。KIT，又稱受體酪氨酸激酶、KIT 原癌基因、c-kit，可以作為 KITLG/SCF 的細胞表面受體，參與PIK3-akt、MAPK、ERK 等信號通路，激活STAT 家族，在調節細胞存活和增殖、造血、干細胞維持、配子發生、肥大細胞發育、遷移和功能以及黑色素生成方面起著至關重要的作用。陳暉等通過動物實驗，發現抑制KIT與細胞因子的結合，可以抑制PI3K/Akt/NF-κB 的激活，以及影響MUC5AC 表達，減輕哮喘小鼠的炎癥和氣道黏液分泌[6]。CD44 是一種細胞表面受體，通過細胞外基質成分在細胞-細胞之間作用，影響細胞粘附和遷移，參與T 淋巴細胞的激活、再循環和歸巢、造血、炎癥和對細菌感染的反應等細胞功能，也可作為信號轉導的平臺[7]。目前多認為作為一種黏附分子，在腫瘤細胞侵襲轉移中起促進作用。有研究表明該基因在哮喘的氣道炎癥、氣道高反應及氣道重塑過程中均發揮作用，李婷通過動物實驗證明在慢性哮喘致使氣道平滑肌細胞分泌透明質酸升高，致使作為受體的CD44 升高，透明質酸和CD44 通過ERK1/2 信號轉導通路促進氣道平滑肌細胞的異常增殖，從而參與慢性哮喘氣道重塑過程[8]。MUC5AC 和呼吸道上皮凝膠形成的糖蛋白有關，參與哮喘氣道粘液高分泌，可導致哮喘急性加重，有臨床研究表明，哮喘患者觀察組誘導痰中MUC5AC 表達明顯高于健康對照組，并且和哮喘分級嚴重程度相關，治療后表達量明顯減低[9]。目前中藥單體或成分及中藥復方在降低哮喘患者MUC5AC 表達量具有肯定效果[10]。

以下基因關于哮喘的研究較少，可能作為輔助診斷哮喘和評估病情的生物標志物。FETUB（胎球蛋白B），主要由肝臟分泌一種血漿蛋白，現代研究認為與代謝、心血管疾病、腫瘤、生殖等方面相關，在呼吸道疾病中，有臨床研究表明FETUB 在COPD 患者中的表達量高于對照組，通過分析可以預測COPD 急性發作，可能對疾病進展有預測作用，通過隨訪患者的肺功能、胸部CT，FETUB 可以反映肺功能或氣道受限、肺氣腫的嚴重程度[11]。C3，補體C3，是一種蛋白質編碼基因，在補體系統激活引發免疫失衡中起著核心作用，主要有微生物裂解，促進吞噬作用，引發炎癥和免疫清除。盧洪華在研究用于兒童哮喘穩定期病情及預后評估的生物靶標研究時發現，C3 表達在對照組高于哮喘組，可以輔助診斷哮喘，但目前相關研究較少[12]。

自奧馬珠單抗作為哮喘的靶向藥物上市以來，諸多研究圍繞哮喘的精準、個體化治療研發新藥，同時探尋諸多生物標志物進一步評估哮喘病情、預后等，如呼出性一氧化氮、嗜酸性粒細胞、編碼POSTN 基因編碼的骨膜蛋白、IL-4、IL-6、IL-8、IL-17、TGF-β2、TNF-α、HMGB1、Eotaxin、YKL-40 等[13]。因此，本次研究所得核心基因，可以作為哮喘治療的潛在靶標或生物標志物。

2 哮喘相關信號通路

差異基因借助Metascape 數據庫經過富集分析獲得13 條相關信號通路，經過查閱文獻，和哮喘密切相關的有IL-17 信號通路、Ras 信號通路、MAPK 信號通路，篩選所得核心基因多位于RAS 信號通路、MAPK信號通路上。RAS 信號通路的核心是RAS 蛋白，位于細胞膜內側，它在傳遞細胞生長分化信號方面起重要作用，通過影響ERK、PI3K-AKT、Rho-Rac、JNKSAPK 等信號通路，在調節細胞增殖、存活、生長、遷移、分化或細胞骨架活力方面發揮重要作用，見圖11。有研究表明，RAS 蛋白作為生物標志物用于癌癥診斷、評估病情、判斷預后及研發抑制劑抑制通路激活，治療癌癥[14]。手冢俊文等發現RAS 信號通路在 IL-33 誘導的 ILC2s 激活過敏性哮喘的氣道重塑中起重要作用，RAS 抑制劑可以改善小鼠的過敏性氣道炎癥，并且與氟替卡松聯合時，在改善嗜酸性粒細胞炎癥的同時，進一步改善了支氣管上皮下厚度，影響過敏性哮喘的氣道重塑，可能具有治療難治性哮喘的潛力[15]。MAPK 信號通路是一個三級信號傳遞通路，通過MAPK，MAPK 激酶（MEK 或MKK）以及MAPK 激酶的激酶（MEKK 或MKKK），這三種激酶能依次激活，共同調節著細胞的生長、分化、應激、炎性反應等多種重要的生理、病理效應。見圖12。MAPK 信號通路和哮喘密切相關，齊莎莎等研究發現，哮喘幼鼠的p-p38 MAPK/p38 MAPK、p-ERK1/2/ERK1/2 升高，使用p38 MAPK 通路激活劑后，上述指標可升高，肺泡灌洗液中炎癥相關指標IL-1β、TNF-α 升高，氣道重塑相關指標管壁厚度/外徑、管壁面積/氣管總面積升高，兩種指標變化與的p-p38 MAPK/p38 MAPK、p-ERK1/2/ERK1/2 變化一致，可見MAPK 信號通路在哮喘的氣道炎癥和氣道重塑中發揮作用[16]。

圖11 RAS 信號通路圖

圖12 MAPK 信號通路圖

3 免疫細胞浸潤分析

免疫失衡是哮喘重要的發病機制之一，大致過程為過敏原刺激后，活化樹突狀細胞、巨噬細胞等抗原遞呈細胞給T 淋巴細胞，引發Th1/Th2 細胞、Th17/Treg 細胞等免疫失衡。Th1/Th2 失衡表現為向Th2 傾斜，主要表現為Th2 分泌的IL-4、IL-6、IL-13 等炎性因子增多，促進氣道炎癥、升高嗜酸性粒細胞趨化因子水平、增加IgE 生成進一步活化肥大細胞，致使其產生的組胺、5-羥色胺、IL-33、白三烯、前列腺素等介質，影響哮喘的氣道炎癥和重塑[17]。Th17、Treg 細胞均來源于輔助性T 細胞，Th17/Treg 失衡表現為向Th17 傾斜，Th17 細胞可分泌IL-17、IL-23 等炎性因子，加重哮喘的氣道炎癥和氣道高反應，Treg 細胞分泌具有拮抗作用的IL-10，并減少Th17 細胞的轉化[18]。此次對哮喘患者和健康者免疫浸潤的分析，結果顯示γδT 細胞、樹突狀細胞在哮喘患者中比例較高，有臨床研究表明相對于正常組，哮喘小鼠γδT 細胞表面的TLR3 受體表達增加，提示γδT 細胞活化增多[19]。樹突狀細胞主要促進Th2 反應影響哮喘的發病機制，那么能夠誘導免疫耐受的樹突狀細胞群定義為耐受性樹突狀細胞，可以降低輔助T 細胞激活的因子表達、促進T 細胞凋亡、誘導eg 細胞生成、增加IL-10 水平等作用，起到治療哮喘的作用[20]。而結果所得健康者組活化的肥大細胞表達更高，可能因數據樣本量較少，存在誤差，與實際有所不同。對差異基因進行生物進程富集分析結果顯示，哮喘的差異基因和多種酶反應相關，研究表明有一類肥大細胞可以分泌類胰蛋白酶、糜蛋白酶、羧肽酶和組織蛋白酶等，可以破壞氣道屏障、影響炎性因子IL-33、收縮氣管、促進氣道重塑等作用影響哮喘發生發展[21]。在免疫細胞間相關性分析中，活化的CD4+T 記憶性細胞、M1 巨噬細胞在哮喘免疫失衡中發揮協同作用，未活化的肥大細胞、活化的肥大細胞發揮拮抗作用。

4 治療哮喘的潛在中藥

本次研究所得哮喘相關的潛在中藥，如下：人參、淫羊藿、梔子、三七、山茱萸、甘草、何首烏、丹參、五味子、西洋參、水牛角、山藥、黃芩、郁金、姜黃、穿山龍、莪術。其中人參、淫羊藿、甘草、何首烏、西洋參、山藥為補虛藥，梔子、黃芩、水牛角為清熱藥，丹參、郁金、姜黃、穿山龍、莪術、三七具有活血化瘀功效，山茱萸既可補益肝腎，又可收澀固脫，五味子斂肺固脫。哮喘治療遵循“未發以扶正氣為主，既發以攻邪氣為急”；痰又為哮喘“夙根”，用藥需兼顧化痰；哮喘多反復發作，久病必瘀，活血化瘀類藥物必不可少。因此，這17 味中藥，補虛者可酌情選用于哮喘緩解期扶正氣為用，活血化瘀者可選用于病程較長，反復發作，纏綿難愈，有瘀血癥見者，清熱類選用于哮喘發作熱象癥見者。導師張念志教授認為哮喘反復發作，責之于“虛、痰、瘀”，虛以肺脾腎三臟為主，立定益氣活血化痰之哮喘平沖劑，在聯合布地奈德福莫特羅吸入治療時，對哮喘發作癥狀的緩解、炎癥水平的降低，效果更佳[22]。

人參為補氣藥，具有大補元氣，復脈固脫，補脾益肺，生津養血，安神益智的功效，其主要成分為人參皂苷，研究發現，人參皂苷可以降低哮喘炎性因子的表達，影響上皮細胞趨化因子的產生來緩解氣道重塑，調節Th1/Th2 免疫失衡，治療哮喘[23]。淫羊藿為補陽藥，具有補腎陽，強筋骨，祛風濕功效，研究表明淫羊藿苷可以抑制嗜酸性粒細胞生成和浸潤、調節Th1/Th2 分化、降低炎性因子表達等方面改善氣道炎癥，進一步在氣道高反應和氣道重塑方面治療哮喘[24]。梔子為清熱藥，功效為瀉火除煩，清熱利濕，涼血解毒；外用消腫止痛，主要活性成分為梔子苷，張雨等研究發現，梔子苷可能通過影響NF-κB 信號通路緩解哮喘氣道炎癥，如：減少嗜酸性粒細胞數、炎性細胞總數，下調Th2 細胞因子IL-4、IL-5 等炎癥因子水平，降低IgE 含量等[25]。三七屬于活血化瘀藥，功效散瘀止血，消腫定痛，主要藥理成分為三七總皂苷，趙文娟等研究發現三七總皂苷可以抑制哮喘小鼠炎性因子IL-17 的表達，緩解哮喘氣道炎癥；調節Th1/Th2 平衡傾向于Th1 分化，恢復免疫平衡狀態[26-27]。除此之外，活血化瘀類藥物如：川芎、銀杏葉、當歸、丹參、地龍等亦可通過影響炎癥、免疫機制治療哮喘[28]。郁金、姜黃亦為活血止痛藥，具有活血行氣、通經止痛的功效，姜黃素是兩種藥物共有的有效成分，具有抗炎，抗氧化，抗增殖和抗血管生成等多種作用，尹正海通過實驗研究明確，姜黃素抑制哮喘大鼠氣道炎癥的機制可能通過調節p38MAPK/NF-κB 信號通路來抑制炎癥細胞浸潤、炎癥因子表達水平[29]。梅拉爾·卡拉曼等研究證明姜黃素不但可以抑制哮喘炎癥水平，而且對于激素導致的口咽部真菌感染，姜黃素可降低真菌負荷量[30]。目前亦有動物實驗嘗試姜黃素制作納米級干粉吸入劑或者懸液改善哮喘小鼠的氣道炎癥[31]。黃芩為清熱燥濕藥，具有清熱燥濕、瀉火解毒、止血、安胎功效，其有效成分主要為黃芩苷、黃芩素，余保等研究表明黃芩素可以降低炎性因子水平，可能通過抑制JAK2/STAT3 信號通路減輕氣道平滑肌細胞的增殖、遷移，進而改善哮喘的氣道重塑[32]。黃芩苷為黃芩素結合葡萄糖醛酸形成的化合物，郭雪冬等研究發現黃芩苷可能通過調節Bax/Bcl2 促進炎性細胞凋亡，抑制MUC5AC 表達減少氣道黏液蛋白分泌，激活呼吸道苦味信號通路，進而可能在松弛氣道平滑肌、減輕氣道炎癥、氣道粘液高分泌狀態，發揮對哮喘的治療作用[33]。并且黃芩苷對白色念珠菌有抑菌作用，具體機制可能通過降低細胞膜上Ca2+-Mg2+ATPase 活性、破壞細胞壁致使真菌凋亡，以及抑制增殖[34]。白色念珠菌感染為長期ICS 治療常見的不良反應，由此可見，黃芩中的有效成分不但在減輕哮喘氣道炎癥和念珠菌感染均可發揮作用。穿山龍為祛風濕藥，具有祛風除濕，舒筋通絡，活血止痛，止咳平喘的功效，有效成分為薯蕷皂苷，可以用于合成甾體類激素，江立斌等研究發現薯蕷皂苷降低哮喘氣道重塑相關指標表達，如BRP-39、PI3K、AKT 等蛋白，和糖皮質激素療效相當，且中西醫聯用效果更佳[35]。

通過分析哮喘基因芯片數據，獲得哮喘17 個核心差異基因與哮喘患者，與哮喘患者γδT 細胞、活化的樹突狀細胞比例增高，作為哮喘發病機制之一。其中6 個核心基因可以作為治療哮喘的潛在靶標、生物標志物，來進一步研究。引發哮喘的主要信號通路有Ras 和MAPK 信號通路，多表現為促進哮喘氣道炎癥和氣道重塑。預測治療哮喘的17 種中藥，主要為補虛、活血化瘀類藥物，藥理學研究表明可治療哮喘，故可辨證選用，作為臨床用藥新思路，但后續可以借助網絡藥理學，明確中藥治療哮喘是否通過核心基因發揮作用。后續仍須通過實驗驗證，哮喘核心基因表達量變化、信號通路相關指標變化等是否符合生信理論研究。