，，

冠心病(coronary heart disease，CHD)是全世界首位死亡原因，2013年全球疾病負(fù)擔(dān)研究估計(jì)，每年因冠狀動(dòng)脈疾病死亡的人數(shù)達(dá)814萬(wàn)人，占全球死亡人數(shù)的16.8%[1]。因此，進(jìn)一步明確CHD的發(fā)病機(jī)制及預(yù)防治療措施非常必要。既往研究發(fā)現(xiàn)，CHD的發(fā)生、發(fā)展與機(jī)體在代謝過(guò)程中引起的體液和組織中代謝產(chǎn)物的變異及表達(dá)異常有關(guān)，代謝異常是CHD的特征[2]。繼基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)之后興起發(fā)展的代謝組學(xué)，主要致力于研究機(jī)體內(nèi)源性代謝產(chǎn)物的變化規(guī)律[3-4]，其研究理念與中醫(yī)理論相合，目前在CHD研究過(guò)程中應(yīng)用較多。CHD屬于中醫(yī)學(xué)“胸痹”范疇，臨床上常見(jiàn)辨證分型為心血瘀阻證、氣滯心胸證、痰濁閉阻證、寒凝心脈證、氣陰兩虛證、心腎陰虛證、心腎陽(yáng)虛證。在診療過(guò)程中，理法方藥是否合適，是以辨證為前提，并取決于辨證的準(zhǔn)確性，而證候客觀化問(wèn)題一直是一個(gè)研究難題，隨著代謝組學(xué)技術(shù)的興起和完善，其在CHD早期診斷及中醫(yī)辨證分型等方面取得了一些進(jìn)展，本研究就代謝組學(xué)在CHD中醫(yī)辨證研究中的應(yīng)用綜述如下。

1 代謝組學(xué)概述

代謝組學(xué)概念由Nicholson工作組于1999年率先提出[5]，是繼基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)之后發(fā)展起來(lái)的一種研究生物系統(tǒng)的組學(xué)方法，研究的是生物整體、系統(tǒng)或器官受內(nèi)外因素的影響后內(nèi)源性代謝物質(zhì)的變化規(guī)律及其代謝途徑的科學(xué)[6]。其主要工作為采集、預(yù)處理、量化、分析和編錄生物體內(nèi)源性代謝物質(zhì)及代謝通路。

2 代謝組學(xué)與中醫(yī)證候研究的相關(guān)性

代謝組學(xué)強(qiáng)調(diào)把人體作為完整的系統(tǒng)來(lái)研究，從代謝網(wǎng)絡(luò)終端的整體角度探索生物體液、組織中內(nèi)源性代謝產(chǎn)物的變化，同時(shí)觀察在疾病和藥物作用下人體代謝網(wǎng)絡(luò)的變化規(guī)律[7-8]，這與中醫(yī)學(xué)的整體觀不謀而合。代謝組學(xué)的研究對(duì)象是生命個(gè)體對(duì)外源性物質(zhì)的刺激、環(huán)境變化或遺傳修飾所做出的所有代謝應(yīng)答和動(dòng)態(tài)變化過(guò)程[9]。而中醫(yī)的證候是機(jī)體在疾病發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中某一階段的病理概括，并隨著病程發(fā)展而發(fā)生相應(yīng)的變化，兩者的研究均具有動(dòng)態(tài)性特點(diǎn)。代謝組學(xué)既重視共性又注重個(gè)體差異，契合中醫(yī)證候辨證論治的思維模式特點(diǎn)，代謝組學(xué)與中醫(yī)證候研究相結(jié)合可進(jìn)一步提升從整體水平評(píng)價(jià)中醫(yī)證候本質(zhì)的客觀化。

3 代謝組學(xué)在CHD中醫(yī)臨床辨證分型研究中的應(yīng)用

目前，國(guó)內(nèi)有多項(xiàng)研究采用核磁共振技術(shù)(NMR)、氣相色譜與質(zhì)譜共用技術(shù)(GC/MS)、液相色譜與質(zhì)譜共用技術(shù)(LC/MS)對(duì)CHD中醫(yī)臨床證候潛在生物標(biāo)記物進(jìn)行全面定量、定性分析[10]。

3.1 基于核磁共振技術(shù)的CHD中醫(yī)辨證分型研究 王娟等[10]利用磁共振波譜代謝學(xué)方法結(jié)合偏最小二乘法(PLS-DA)分析CHD不穩(wěn)定心絞痛(UA)血瘀證病人和健康志愿者尿液代謝物的變化，結(jié)果顯示UA血瘀證病人尿液中脯氨酸、丙氨酸、異亮氨酸、葡萄糖、纈氨酸、馬尿酸等物質(zhì)的含量升高；檸檬酸、肌酸酐、牛磺酸等物質(zhì)的含量下降，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)檸檬酸、脯氨酸、異亮氨酸、牛磺酸等代謝物的改變構(gòu)成了UA血瘀證病人代謝組學(xué)特征。張紅栓等[11-12]對(duì)CHD心絞痛痰濁痹阻證、心血瘀阻證病人血漿及尿液代謝物圖譜進(jìn)行研究，血漿代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)痰濁痹阻證與心血瘀阻證病人在能量、脂、糖、氨基酸代謝中均存在不同程度的紊亂，如痰濁痹阻證低密度脂蛋白(LDL)、葡萄糖、半乳糖較心血瘀阻證組高，而高密度脂蛋白(HDL)、不飽和脂肪酸、瓜氨酸等含量低于心血瘀阻證組，說(shuō)明痰濁證比血瘀證存在更嚴(yán)重的糖脂代謝紊亂；尿液代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)CHD痰濁痹阻證組尿液中檸檬酸、α-酮戊二酸、順式-烏頭酸等含量高于血瘀證組，而膽汁酸、組氨酸含量低于血瘀證組；兩組血漿樣本的代謝物圖譜存在差異，能從代謝組學(xué)分析中找出特異的標(biāo)志性代謝物。血漿、尿液代謝物變化能在一定程度上區(qū)分CHD心絞痛的上述兩種中醫(yī)證型。華何與等[13]研究發(fā)現(xiàn)氣滯血瘀、心血瘀阻及氣虛血瘀證3種血瘀證血漿代謝組學(xué)的差異性，氣虛血瘀證組與其他兩個(gè)血瘀證組差別較大，血漿中檸檬酸、3-羥基丁酸、氧化三甲胺含量較高，葡萄糖、苯丙氨酸等含量較低，推測(cè)可能與氣虛證相關(guān)；而氣滯血瘀證與心血瘀阻證差別不大，為探討證候本質(zhì)及臨床用藥提供思路。史琦等[14]通過(guò)1H-NMR檢測(cè)出CHD氣虛證相關(guān)特征性代謝產(chǎn)物乙酰谷氨酸、賴(lài)氨酸、纈氨酸和肉堿，異常代謝過(guò)程包括氨基酸、糖、脂及能量代謝、凝血及其他代謝過(guò)程，通過(guò)分析能實(shí)現(xiàn)氣虛證與非氣虛證的區(qū)分。李宜[15]通過(guò)對(duì)CHD心血瘀阻證、痰阻心脈證、痰瘀互阻證、痰熱內(nèi)蘊(yùn)證、氣陰兩虛證血清內(nèi)源性代謝產(chǎn)物研究發(fā)現(xiàn)，這些代謝產(chǎn)物與能量、脂質(zhì)、糖、氨基酸代謝紊亂密切相關(guān)，能明顯區(qū)分開(kāi)來(lái)，有望成為中醫(yī)辨證分型的物質(zhì)基礎(chǔ)。魏巖等[16]研究發(fā)現(xiàn)CHD先天伏寒證存在著能量、糖脂代謝及免疫調(diào)節(jié)等多種代謝通路的異常，這些能量的代謝紊亂導(dǎo)致機(jī)體出現(xiàn)相應(yīng)的癥狀，高密度/低密度/極低密度脂蛋白、丙氨酸、乳酸、谷氨酸、谷氨酰胺、α-葡萄糖、β-葡萄糖、N-乙酰糖蛋白、脂類(lèi)化合物等內(nèi)源性代謝產(chǎn)物能與非先天伏寒證相鑒別，有可能成為CHD先天伏寒證的潛在生物標(biāo)記物。

3.2 基于氣相色譜與質(zhì)譜共用技術(shù)(GC/MS)的CHD中醫(yī)辨證分型研究 鹿小燕等[17]運(yùn)用GC/MS技術(shù)對(duì)CHD病人痰、瘀證候進(jìn)行代謝組學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)痰濁、血瘀既具有自己的特征性代謝產(chǎn)物又有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)，這與中醫(yī)理論的“痰瘀同源”理論相吻合，二者作為致病因素可以共同致病，亦即“痰瘀同病”，因而在治療時(shí)可以考慮痰瘀同治，提高療效。程鵬等[18]發(fā)現(xiàn)共有46種血漿代謝物對(duì)鑒別痰濁證和氣虛證有貢獻(xiàn)值，蒙特卡洛樹(shù)分析法(MCTree)分析結(jié)果顯示，痰濁證及氣虛證病人可被有效區(qū)分開(kāi)，鑒別這兩種證型最大的代謝物為絲氨酸，其次為纈氨酸、2-羥基丙酸等，此外，痰濁證絲氨酸、2-羥基丙酸明顯高于氣虛證組。簡(jiǎn)維雄等[19-20]運(yùn)用GC/MS技術(shù)對(duì)心血瘀阻證、非心血瘀阻證及健康組受試者的尿液及血漿進(jìn)行分析，利用主成分分析(PCA)、PLS-DA研究不同組間代謝產(chǎn)物含量及相關(guān)代謝途徑變化。尿樣分析發(fā)現(xiàn)葡萄糖、甘油、油酸酰胺馬尿酸、油酸酰胺、丙酮為CHD心血瘀阻證尿液生物代謝產(chǎn)物譜；花生四烯酸、硬脂酸及乳酸等是心血瘀阻證血樣代謝產(chǎn)物譜，可見(jiàn)CHD心血瘀阻證與糖、脂代謝及缺氧、劇痛引起的應(yīng)激相關(guān)，同時(shí)也與肝腎有一定相關(guān)性。王廣基等[21-22]采用氣相色譜-飛行時(shí)間-質(zhì)譜(GC-TOF/MS)分析痰阻心脈和氣陰兩虛型CHD病人，其結(jié)果與臨床中醫(yī)癥狀分級(jí)量化指標(biāo)有顯著相關(guān)性，多個(gè)內(nèi)源性代謝物的含量存在明顯差異并與能量、氨基酸與核苷酸代謝異常相關(guān)，研究發(fā)現(xiàn)痰阻心脈組色氨酸和天(門(mén))冬酰胺顯著高于氣陰兩虛組，而琥珀酸、硬脂酸、3-羥基丁酸顯著低于氣陰兩虛組?；贕C-TOF/MS和模式識(shí)別的代謝組學(xué)技術(shù)在揭示傳統(tǒng)中醫(yī)理論本質(zhì)上有著廣泛的應(yīng)用前景。陳夏等[23]使用KEGG和HMDB代謝組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)CHD血瘀證病人尿液進(jìn)行代謝通路生物學(xué)分析，采用Met PA網(wǎng)絡(luò)軟件構(gòu)建代謝產(chǎn)物路徑可視化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：6個(gè)差異性代謝產(chǎn)物共參與了10條代謝路徑，CHD心血瘀阻證病人中“半乳糖代謝”“酮體的合成和降解通路”發(fā)生變化參與其病理過(guò)程。魏星等[24]發(fā)現(xiàn)CHD血瘀證病人血漿代謝物中L-纈氨酸、甘氨酸、丙氨酸、L-絲氨酸含量較健康對(duì)照組明顯降低；血瘀證與非血瘀證之間有明顯分離趨勢(shì)，44種物質(zhì)對(duì)分類(lèi)有顯著影響，這些含量存在差異和對(duì)分類(lèi)有貢獻(xiàn)的物質(zhì)可能是CHD血瘀證診斷和辨證的潛在生物標(biāo)記物。通過(guò)對(duì)這些差異性代謝產(chǎn)物研究、歸納，可為篩選證候潛在標(biāo)志物提供研究基礎(chǔ)。

3.3 基于液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(LC-MS)的CHD中醫(yī)辨證分型研究 朱明丹等[25]應(yīng)用超高效液色譜/串聯(lián)四級(jí)桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)(UPLC-TOF/MS)來(lái)研究CHD痰阻心脈證、氣陰兩虛證、氣滯血瘀證與健康組病人血清小分子代謝產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)CHD各組磷脂、脂肪酸、氨基酸代謝紊亂及其導(dǎo)致的血小板聚集與正常組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在潛在生物標(biāo)志物中，有眾多磷脂類(lèi)的物質(zhì)，說(shuō)明磷脂代謝紊亂很可能是造成CHD代謝異常的主要原因。陳浩等[26]應(yīng)用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法，檢測(cè)健康組和不同中醫(yī)證型的血清、尿液的內(nèi)源性代謝物，通過(guò)PCA和正交信號(hào)校正偏最小二乘判別分析(OPLS-DA)的方法分析其代謝譜，發(fā)現(xiàn)CHD心絞痛氣虛血瘀證型、氣虛血瘀痰濁證血清、尿液代謝組學(xué)圖譜差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可以區(qū)分。

4 代謝組學(xué)在CHD中醫(yī)證候動(dòng)物模型研究中的應(yīng)用

王勇等[27-29]利用NMR和NOESY技術(shù)檢測(cè)雄性小型豬慢性心肌缺血血瘀證模型組血清分析血瘀證的代謝物，結(jié)果顯示：心肌缺血血瘀證模型出現(xiàn)糖、脂代謝紊亂及能量代謝中三羧酸循環(huán)(TCA)的失衡與中醫(yī)血瘀證中“黏、稠、凝、滯”的特點(diǎn)相符，可見(jiàn)生物標(biāo)記物能全面反映機(jī)體整體代謝功能。基于上述研究還利用CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill)序列的NMR技術(shù)研究去乳酸后慢性心肌缺血血瘀證小型豬血清差異代謝物的改變情況，發(fā)現(xiàn)丙氨酸-丙酮酸-葡萄糖代謝失衡、脂類(lèi)代謝紊亂會(huì)加重慢性心肌缺血血瘀證進(jìn)程，可能成為其臨床診療的參考指標(biāo)，并為研究證候的客觀化提供新的思路。嚴(yán)蓓等[30]建立了心血瘀阻和氣陰兩虛證心肌缺血大鼠模型，發(fā)現(xiàn)兩種證型間大鼠血漿纈氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、鳥(niǎo)氨酸、羥脯氨酸等10種化合物的相對(duì)含量差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這些化合物是區(qū)分兩種證型的潛在生物標(biāo)志物，對(duì)分組大鼠給予不同干預(yù)措施發(fā)現(xiàn)這兩種證型與能量代謝異常、氧化應(yīng)激反應(yīng)、氨基酸代謝異常等體內(nèi)變化密切相關(guān)。Wang等[31]利用UPLC-MS/MS技術(shù)測(cè)出CHD心氣虛證模型組大鼠尿液中Stearic acid、3-Oxohexadecanoic acid等17個(gè)潛在生物標(biāo)記物，初步證實(shí)了心氣虛證候模型對(duì)機(jī)體的脂肪酸、膽汁酸、嘌呤以及色氨酸代謝等多個(gè)代謝通路產(chǎn)生了擾亂。

5 思考與展望

代謝組學(xué)由于方法學(xué)上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和“系統(tǒng)性”“動(dòng)態(tài)性”“整體性”的特點(diǎn)，在CHD中醫(yī)證候本質(zhì)研究中已取得一定的成果，有望為中醫(yī)辨證施治搭建一座從主觀到客觀、從抽象到量化的橋梁。然而，CHD中醫(yī)證候代謝組學(xué)研究尚處于起步階段，由于目前技術(shù)方法的局限，該領(lǐng)域尚存在諸多不足之處：①CHD中醫(yī)證候尚缺乏統(tǒng)一的宏觀量化診斷標(biāo)準(zhǔn)，影響了納入受試者的同質(zhì)性，證候診斷標(biāo)準(zhǔn)化需要進(jìn)一步規(guī)范，運(yùn)用代謝組學(xué)研究可提高診斷的科學(xué)性；②目前代謝組學(xué)研究樣本量小，臨床可重復(fù)性差，缺少驗(yàn)證性研究，下一步研究需加大樣本量異中求同，減少差異性；③因代謝組學(xué)研究的對(duì)象為內(nèi)源性代謝產(chǎn)物，生物體自身代謝產(chǎn)物及代謝譜易受各種生理、環(huán)境因素等混雜因素的干擾，從而影響了研究結(jié)果的客觀性，研究過(guò)程中應(yīng)盡可能控制影響臨床試驗(yàn)的混雜因素；④代謝產(chǎn)物信息量大、數(shù)據(jù)龐大、復(fù)雜，缺乏更為完善的代謝產(chǎn)物數(shù)據(jù)庫(kù)及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法，生物標(biāo)志物的結(jié)構(gòu)鑒定目前仍是難點(diǎn)。此外，將代謝組學(xué)、蛋白組學(xué)、基因組學(xué)及腸道微生物學(xué)結(jié)合起來(lái)，發(fā)展系統(tǒng)生物學(xué)的整合思想，進(jìn)行橫向分析研究，是未來(lái)研究的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)?？傊?，代謝組學(xué)在中醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展，一方面要提高生物學(xué)信息及統(tǒng)計(jì)學(xué)方法水平，發(fā)展更廣譜、有效的檢驗(yàn)技術(shù)，完善代謝組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)；另一方面，要將代謝組學(xué)與傳統(tǒng)中醫(yī)辨證論治相結(jié)合，相互驗(yàn)證，協(xié)同發(fā)展。歸納總結(jié)不同中醫(yī)證型內(nèi)源性代謝產(chǎn)物的差異，為證候本質(zhì)的判斷跟蹤提供新的代謝標(biāo)記物，豐富檢驗(yàn)手段，為指導(dǎo)臨床用藥提供證據(jù)。通過(guò)對(duì)疾病前兆到疾病發(fā)生發(fā)展過(guò)程中內(nèi)源性代謝物的變化這一動(dòng)態(tài)進(jìn)程作相關(guān)性研究，可以獲得發(fā)病前判定的科學(xué)依據(jù)，有望對(duì)疾病進(jìn)行預(yù)防和早期診斷，成為中醫(yī)“治未病”的客觀診療支撐。相信隨著代謝組學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，一定會(huì)為中醫(yī)證候研究的不斷深入提供有力的技術(shù)支撐。