王敏君 ，劉磊 ，胡玲 ，2，吳子建 ，2，趙麗娜 ，吳立斌 ，王璐璐

(1.安徽中醫(yī)藥大學(xué)，合肥 230012;2.安徽省中醫(yī)藥科學(xué)院針灸經(jīng)絡(luò)研究所，合肥 230038)

代謝組學(xué)是指在一定時間內(nèi)從代謝物層面對生物體內(nèi)所有代謝物進(jìn)行研究分析的一門學(xué)科。在以組群指數(shù)分析為基礎(chǔ)的前提下，結(jié)合多種檢測技術(shù)和數(shù)據(jù)處理方法并進(jìn)行系統(tǒng)整合，是繼蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)后系統(tǒng)生物學(xué)的又一重要分支[1-2]。代謝組學(xué)的動態(tài)性、完全性、整體性的特點(diǎn)，使得其在醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并有廣闊的發(fā)展前景[3-4]。為增強(qiáng)針灸臨床應(yīng)用的價值，我國學(xué)者將針灸與代謝組學(xué)技術(shù)相結(jié)合，運(yùn)用現(xiàn)代化手段對針灸作用機(jī)制進(jìn)行深入探析，充分發(fā)揮針灸自身整體性的優(yōu)勢，為進(jìn)一步研究提供指引。

1 代謝組學(xué)技術(shù)概況

代謝組學(xué)是研究生物體系受刺激或干擾(某個特定基因變異或環(huán)境改變)后其代謝產(chǎn)物(一般是指小分子物質(zhì))變化或隨時間變化規(guī)律的一門學(xué)科，是對生物體各種代謝變化和代謝途徑的研究[5-6]。代謝產(chǎn)物的水平是由代謝途徑中酶的活性所決定，并與機(jī)體的生理和病理狀態(tài)息息相關(guān)?；虮磉_(dá)的終產(chǎn)物是代謝組，亦是細(xì)胞或組織的生化表達(dá)[7]。代謝組學(xué)能夠更好地揭示基因和表達(dá)類型之間的關(guān)系，監(jiān)測和推斷基因功能。所以，近年來代謝組學(xué)技術(shù)被一些學(xué)者運(yùn)用于針灸研究領(lǐng)域，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的同時還進(jìn)行了臨床研究。

2 腧穴作用規(guī)律機(jī)制的代謝組學(xué)研究

2.1 穴位效應(yīng)特異性的代謝組學(xué)研究

由于穴位效應(yīng)特異性對臨床診療有一定的指導(dǎo)作用，現(xiàn)已成為針灸領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。吳巧鳳等[8]采用核磁共振波譜(NMR)技術(shù)并從整體代謝流的角度分析針刺陽明經(jīng)穴對健康成年人血漿代謝物的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)針刺足陽明經(jīng)穴會調(diào)控小分子代謝物的濃度，如增高糖類物質(zhì)的濃度，降低乳酸濃度;而針刺陽陵泉穴則會調(diào)節(jié)脂溶性大分子代謝物的濃度;這表明針刺不同穴位會對機(jī)體血漿代謝物產(chǎn)生不同影響，通過針刺陽明經(jīng)穴能有效調(diào)控糖類、乳酸和能量代謝，而針刺陽陵泉穴則會調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝。佟欣等[9]研究顯示，低頻電針足三里會影響機(jī)體的糖代謝水平和腸道菌群，能顯著降低甘油三酯(TG)、血清總膽固醇(CHO)、總膽紅素(TBIL)和血清總膽汁酸(TBA)的含量;同時，腸道微生物的代謝物若不能充分利用膽堿則會影響極低密度脂蛋白(VLDL)的合成，從而降低TG含量，影響消化吸收;有研究表明，針刺足三里不僅能夠調(diào)節(jié)胃腸運(yùn)動還能促進(jìn)局部血液微循環(huán)，從而發(fā)揮其特異性作用[10]。鐘歡等[11]分別研究了艾灸和針刺健康人群足三里對血清代謝物的影響，結(jié)果顯示隨著時間的變化，血清中差異性代謝物濃度亦發(fā)生變化，兩者對代謝物都有影響，艾灸偏向于能量代謝和骨骼肌代謝，針刺則偏向于脂質(zhì)代謝，這表明針刺與艾灸都能對胃腸功能進(jìn)行調(diào)節(jié)，但艾灸的作用更為明顯。以上研究表明，穴位的特異性能夠在一定程度上通過對生物體內(nèi)不同代謝路徑的調(diào)控，引起靶器官的變化，從而實(shí)現(xiàn)對患者臨床癥狀的改善。

2.2 腧穴配伍規(guī)律效應(yīng)的代謝組學(xué)研究

腧穴配伍基于腧穴自身的主治功效，用來加強(qiáng)腧穴間的協(xié)同作用[12]，在治療臨床疾病中占主導(dǎo)地位。因此，醫(yī)者在診療疾病時應(yīng)對患者的病情進(jìn)行準(zhǔn)確的辨證，并進(jìn)行正確的選穴與配伍[13]。陳茜等[14]采用“標(biāo)本配穴法”對慢性心肌缺血模型大鼠進(jìn)行電針干預(yù)，并對其血清代謝物進(jìn)行分析，結(jié)果顯示與其他組相比，電針后的ST段振幅呈顯著下降趨勢，其中葡萄糖、乙酸、肌酸、乳酸等代謝物也受到影響，這表明針刺能通過調(diào)控能量代謝、糖代謝等途徑有效減輕心肌缺血損傷程度，從而保護(hù)心肌。吳巧鳳等[15]發(fā)現(xiàn)，俞募配穴法對功能性消化不良大鼠血清代謝物的大分子代謝物具有明顯調(diào)控作用，它可以使高密度脂蛋白(HDL)和 N-乙酰糖蛋白(NAc)含量明顯增高，極低密度脂蛋白/低密度脂蛋白(VLDL/LDL)含量減少，這表明俞募配穴能夠通過調(diào)控大分子代謝物的代謝水平從而有效促進(jìn)血脂代謝，提升血脂水平，促進(jìn)胃腸蠕動，提升胃動力。吳璐一等[16]觀察“合募配穴”法隔藥餅灸干預(yù)潰瘍性結(jié)腸炎大鼠的尿液代謝變化，發(fā)現(xiàn)大鼠尿液中半胱氨酸、酪氨酸、哌啶酸和二丁基蘋果酸鹽等氨基酸的水平在干預(yù)后出現(xiàn)回調(diào)，這表明通過艾灸“合募配穴”能夠通過干預(yù)氨基酸代謝有效抑制炎性反應(yīng)，減輕局部病痛。

3 針灸臨床作用機(jī)制的代謝組學(xué)研究

3.1 針灸抗心腦血管損傷效應(yīng)的代謝組學(xué)研究

心腦血管疾病已成為臨床多發(fā)病之一，其致死率、致殘率較高，嚴(yán)重威脅人類健康。由于心血管疾病的發(fā)病因素與代謝有關(guān)，因此可通過對代謝物的研究明確心血管疾病的發(fā)病機(jī)制。Yang M等[17-18]運(yùn)用靶向代謝組學(xué)MRM-MS研究人類血漿中潛在的高血壓標(biāo)志物，結(jié)果有47種化合物被用作原發(fā)性高血壓的靶向代謝物，其中油酸和肌醇在針灸治療后可恢復(fù)至正常水平，并且成為潛在標(biāo)志物。Li Y等[19]發(fā)現(xiàn)運(yùn)用代謝組學(xué)技術(shù)研究冠心病(CHD)發(fā)病機(jī)制，結(jié)果產(chǎn)生 6種代謝物，其中 4-吡哆酸、石膽酸和磷脂酰甘油為最新發(fā)現(xiàn)，均與CHD呈正相關(guān)。吳倩怡等[20]發(fā)現(xiàn)急性心肌梗死ST段抬高患者的血清代謝物中，有9種代謝物，其中1-棕櫚酰-2-亞油磷酰乙醇胺、1-棕櫚酰-sn-甘油-3-磷酸膽堿、硫酸脫氫表雄酮、甘油磷酸-N-花生四烯乙醇胺最具特異性，進(jìn)一步檢測發(fā)現(xiàn)患者組 4種脂代謝物的含量低于健康組，提示腦血管疾病的發(fā)病與脂代謝有關(guān)[21]。

3.2 針灸調(diào)節(jié)功能性消化不良效應(yīng)的代謝組學(xué)研究

功能性消化不良(FD)在臨床疾病中較為常見，指在無任何器質(zhì)性病變的情況下上腹部的持續(xù)性或復(fù)發(fā)性腹痛或不適。新昕等[22-23]對肝郁脾虛型消化不良的研究發(fā)現(xiàn)，針灸治療FD可通過提高氨基酸含量促進(jìn)胃腸蠕動，提高消化吸收功能。田洪昭等[24]研究表明，電針治療肝郁型FD可能通過調(diào)節(jié)γ-氨基丁酸、琥珀酸、天門冬氨酸等代謝物含量來發(fā)揮效應(yīng)。Wu Q等[25]研究顯示，F(xiàn)D患者的谷氨酰胺、丙氨酸、脯氨酸、HDL、β-葡萄糖、α-葡萄糖和LDL/VLDL水平顯著增高，其中磷脂酰膽堿和亮氨酸/異亮氨酸分別與 NDI癥狀指數(shù)呈正、負(fù)相關(guān)。表明代謝組學(xué)技術(shù)顯著提高了生物標(biāo)志物的可信度，同時對復(fù)雜疾病的診療提供一定的參考。

3.3 針灸抗炎止痛效應(yīng)的代謝組學(xué)研究

針灸目前已被證明對多種類型的疼痛病癥治療有效且能夠減少藥物的使用以及服用藥物時帶來的并發(fā)癥，減輕醫(yī)療負(fù)擔(dān)[26]，同時能積極干預(yù)疼痛誘發(fā)的情緒和認(rèn)知改變[27]。針灸的鎮(zhèn)痛作用舉世矚目，但其機(jī)制尚無定論，特別是從代謝層面的針灸抗炎鎮(zhèn)痛研究較少。

基于針灸常用于治療關(guān)節(jié)炎疼痛、神經(jīng)痛等疼痛類疾病，目前對針灸抗炎鎮(zhèn)痛效應(yīng)的代謝組學(xué)研究多以關(guān)節(jié)炎作為研究對象。邵勤等[28]運(yùn)用代謝組學(xué)技術(shù)對“肝腎虧虛”型骨性關(guān)節(jié)炎患者血清代謝物進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)患者血清中N-乙?；肴樘前贰⒗i氨酸、羥脯氨酸、甘氨酸、組氨酸含量明顯降低，伴有葡萄糖和乳酸水平以及脂質(zhì)、脂肪酸水平下降。朱艷等[29]用艾灸療法治療類風(fēng)濕骨關(guān)節(jié)炎并用代謝組學(xué)技術(shù)對其尿液代謝物進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)艾灸治療后，模型組大鼠尿液中膽固醇代謝物水平呈下降趨勢，且色氨酸、氨基丁酸、脫氧核糖、甲基胞嘧啶水平呈上升趨勢，這提示艾灸可對脂肪代謝、氨基酸代謝進(jìn)行調(diào)控。杜小正等[30]研究表明熱補(bǔ)針法對風(fēng)寒痹阻型關(guān)節(jié)炎具有良好療效，熱補(bǔ)針法能夠提高痛閾、提升關(guān)節(jié)面溫度，提高蘋果酸、琥珀酸、延胡索酸、半乳糖、甘露糖的含量，并能降低乳酸的含量。這些研究表明，對血清代謝物的氨基酸、脂代謝的調(diào)控能有效緩解局部病痛，改善局部癥狀。

3.4 針灸治未病效應(yīng)的代謝組學(xué)研究

《黃帝內(nèi)經(jīng)》中最早就有記載“治未病”的思想，其內(nèi)涵與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)“預(yù)防為主”的思想有相通之處。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)將機(jī)體無器質(zhì)性病變，僅存在一些主觀上的不適感受的狀態(tài)稱為“亞健康”，防治亞健康與中醫(yī)治未病均是強(qiáng)調(diào)“預(yù)防為主”的重要性。有研究表明，全世界目前約有 75%的人處于亞健康狀態(tài)，如果給予正確的干預(yù)，則可使人們恢復(fù)到健康狀態(tài)[31]。Ma H等[32]運(yùn)用代謝組學(xué)技術(shù)分析健康成年男性運(yùn)動員尿液樣本，結(jié)果表明針刺能促進(jìn)2-羥基丁酸、3-羥基異戊酸、乳酸、丙酮酸、膽堿、甘氨酸等代謝物水平的恢復(fù)，這說明針刺治療能夠調(diào)節(jié)能量代謝、膽堿代謝，加速 ROS誘導(dǎo)的應(yīng)激反應(yīng)改善疲勞。劉艷艷等[33]研究顯示疲勞型亞健康組有 6個代謝物水平明顯提升，這些代謝標(biāo)志物都與能量代謝有關(guān)，提示可通過調(diào)節(jié)能量代謝來改善患者亞健康狀況。崔海珍等[34]分別對健康和亞健康肝郁證患者的尿液樣本進(jìn)行代謝組學(xué)分析，結(jié)果顯示亞健康組的代謝物甘氨酸、檸檬酸、馬尿酸、乳酸水平均低于健康組，而肌酐和 3-羥基丁酸水平則有升高趨勢，表明亞健康患者可能存在輕度的肝損傷。

4 討論

代謝組學(xué)方法已逐漸成為篩選疾病生物標(biāo)志物的重要輔助工具。但對于與特定臨床癥狀密切相關(guān)的代謝物或潛在的生物標(biāo)志物很難識別。目前，代謝組學(xué)主要的檢測方法有核磁共振(1H-NMR)、氣-質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)和液質(zhì)聯(lián)用(LC-MS)，NMR作為常用方法之一，雖能夠獲得臨床生化測試無法獲得的關(guān)鍵代謝物，但不如 MS靈敏，而MS樣本易揮發(fā)，穩(wěn)定性差，檢測方法各有利弊，因此，在選擇檢測方法時應(yīng)綜合各方面因素，選擇最為合適的檢測方法。

代謝組學(xué)技術(shù)不僅能夠顯著提高生物標(biāo)志物的可信度，還可應(yīng)用于復(fù)雜疾病的診斷和治療。通過該技術(shù)可觀察到光譜相對完整的變化，同時還能確定關(guān)鍵代謝物與臨床疾病特征之間的關(guān)聯(lián)。但由于客觀因素的限制，目前的代謝組學(xué)技術(shù)主要運(yùn)用于以動物實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)研究，同時又因各類物種自身的差異性，此方法暫時還不能直接運(yùn)用于臨床研究。因此我們要綜合運(yùn)用分子生物學(xué)、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)等多種科學(xué)方法，對代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析，構(gòu)建代謝特征譜網(wǎng)絡(luò)，提高這些標(biāo)志物在臨床診斷中的實(shí)用性和適用性，同時也為針灸的基礎(chǔ)研究提供思路。

代謝組學(xué)多層次、多靶點(diǎn)、多途徑、多環(huán)節(jié)的特點(diǎn)與中醫(yī)學(xué)的“整體觀”不謀而合。針灸作為我國一項(xiàng)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，其“簡便有效”的特點(diǎn)被人們廣泛接受，應(yīng)當(dāng)在中醫(yī)學(xué)理論的指導(dǎo)下，結(jié)合最新的科學(xué)技術(shù)對針灸的作用機(jī)制進(jìn)行深入剖析，使得針灸的發(fā)展更具科學(xué)性、權(quán)威性，促使其發(fā)展更能面向現(xiàn)代化?，F(xiàn)代針灸學(xué)提出針灸發(fā)展的學(xué)術(shù)理念要符合針灸學(xué)術(shù)本身的發(fā)展以及與其所處時代的要求相適應(yīng)[35]。雖然目前的代謝組學(xué)技術(shù)尚處于初步探索階段，還有很多未知因素未被發(fā)現(xiàn)，但我們相信隨著科學(xué)水平的不斷發(fā)展，以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)將會得到驗(yàn)證，同時還能給臨床診療提供有價值的參考，促使我國中醫(yī)學(xué)發(fā)展。