沈樂(lè) ，石瑞潔 ，孫偉新， ，俞鵬 ，陳曉虎

1.江蘇省中醫(yī)院，江蘇 南京 210029； 2.南京中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，江蘇 南京 210023；3.南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬鹽城市中醫(yī)院，江蘇 鹽城 224001

心力衰竭是由心臟結(jié)構(gòu)或功能異常導(dǎo)致心室充盈受損或射血能力下降的一類綜合征，臨床表現(xiàn)為呼吸困難、乏力、體液潴留等。研究表明，心力衰竭的發(fā)生和發(fā)展與代謝紊亂有關(guān)，改善異常的心肌代謝是目前治療的有效手段[1-3]。近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，B型鈉尿肽（BNP）、N末端前體腦利鈉肽（NT-proBNP）等生物標(biāo)志物在心力衰竭的診斷與危險(xiǎn)分層中逐漸成為不可或缺的一環(huán)，而腺嘌呤、N乙酰-L-谷氨酸、γ-谷氨酰半胱氨酸等作為差異代謝物的診斷價(jià)值得到初步驗(yàn)證，均為代謝組學(xué)參與心力衰竭的中西醫(yī)結(jié)合診療提供了可能[4]。

心力衰竭可歸屬中醫(yī)學(xué)“心悸”“喘證”“水腫”“痰飲”范疇，根據(jù)主癥及兼癥的不同，主要分為氣虛血瘀證、氣陰兩虛證、陽(yáng)虛水泛證等證型[5]。蓋因“心為五臟六腑之大主”，心病則氣血陰陽(yáng)受損，心氣心陽(yáng)虛衰，無(wú)力鼓動(dòng)心脈，血行失暢，五臟失養(yǎng)，甚或氣血瘀滯，致使五臟功能亦趨失調(diào)，由此形成血瘀、水飲等實(shí)邪為患之象?！督饏T要略·水氣病脈證并治》云：“血不利則為水。”《血證論》在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步指出“血積既久，其水乃成”，強(qiáng)調(diào)瘀血與水飲密切相關(guān)。肺為水之上源、通調(diào)水道，脾能運(yùn)化輸布水濕，腎主溫化下行。若肺、脾、腎同病，則三焦氣化不利，水濕不能正常運(yùn)行，外溢肌膚而見(jiàn)面肢水腫，或內(nèi)停臟腑化為水飲，或上凌心肺可致心悸、氣喘與咳嗽，或聚留胸腹而成積液。多樣化的癥狀呈現(xiàn)代謝差異，有助于發(fā)現(xiàn)新的生物標(biāo)志物，加強(qiáng)對(duì)疾病進(jìn)程中物質(zhì)代謝的了解。因此，本文對(duì)近年來(lái)代謝組學(xué)在心力衰竭中醫(yī)證型研究中的應(yīng)用作一綜述。

1 代謝組學(xué)概述

代謝組學(xué)起源于20世紀(jì)90年代，是繼基因組學(xué)、脂質(zhì)組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)后產(chǎn)生的一種新興技術(shù)，多通過(guò)收集生物樣品來(lái)量化和表征小分子代謝物，如今已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)[6]、化學(xué)[7]、藥理學(xué)[8]、毒理學(xué)[9]、植物學(xué)[10]等領(lǐng)域。根據(jù)其特點(diǎn)不同，可分為靶向代謝組學(xué)和非靶向代謝組學(xué)。非靶向代謝組學(xué)可同時(shí)鑒定數(shù)量眾多的代謝物，以方便與臨床亞群或其他分組進(jìn)行區(qū)分，而靶向代謝組學(xué)涉及面較窄，但靈敏度有所提高，對(duì)于特定的一組化合物能實(shí)現(xiàn)絕對(duì)定量檢測(cè)。目前較常用的技術(shù)方法主要包括核磁共振（NMR）、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS）、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）。無(wú)創(chuàng)性和非破壞性是NMR的優(yōu)點(diǎn)，相較于NMR，質(zhì)譜技術(shù)靈敏度更高、覆蓋面更廣，更適用于代謝物的鑒定[11]。

隨著人們對(duì)心血管疾病代謝基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí)逐漸深入，尤其在動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病方面進(jìn)行的大量代謝組學(xué)研究，有助于對(duì)心血管疾病代謝紊亂的理解，亦為新陳代謝的研究指明了方向。研究表明，心肌代謝的改變與心力衰竭具有相關(guān)性，基于質(zhì)譜的代謝物分析比傳統(tǒng)的生物標(biāo)志物具有更好的預(yù)后價(jià)值[12]。代謝組學(xué)在心力衰竭的診治中發(fā)揮著重要的作用。在眾多組學(xué)研究中，代謝組學(xué)不僅能反映生物體的功能，還包含生物系統(tǒng)表型中全面的生物標(biāo)記物信息，其系統(tǒng)性、整體性、動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)與中醫(yī)學(xué)整體觀念和辨證論治的思想相似，是理解機(jī)體生理、病理和作用機(jī)制的關(guān)鍵，目前臨床尚缺乏具體指標(biāo)對(duì)心力衰竭各證型進(jìn)行確切診斷，從而制定有針對(duì)性的個(gè)體化治療方案。因此，亟需尋找新的特異性生物標(biāo)志物，進(jìn)而探求其生物學(xué)本質(zhì)對(duì)于心力衰竭中醫(yī)證型的早期識(shí)別和干預(yù)。

2 心力衰竭中醫(yī)證型代謝組學(xué)研究

2.1 氣虛血瘀證

中醫(yī)學(xué)認(rèn)為，氣虛血瘀是心力衰竭的基本病機(jī)。心肺同居上焦，心主血、肺主氣，氣血相貫，心肺密切相關(guān)。心肺之氣充沛，則血液周流不息，營(yíng)養(yǎng)全身，內(nèi)至五臟六腑，外達(dá)四肢百骸。心肺氣虛、推動(dòng)無(wú)力，則血液運(yùn)行不暢、血脈瘀阻，遏制心肺之氣，進(jìn)而加重氣虛?！皻鉃檠畮洝薄把獮闅庵浮保w延日久，循環(huán)往復(fù)，可見(jiàn)心悸、咳嗽、氣喘、倚息不得臥等候，久而出現(xiàn)面色晦黯、心悸氣短、頸部青筋暴露、唇甲青紫、下肢浮腫、舌有瘀斑、脈細(xì)澀等血瘀征象。

臨床研究方面，王鵬軍等[13]采用LC-MS技術(shù)對(duì)缺血性心力衰竭氣虛血瘀證患者血漿樣本進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其肉堿類、脂肪酸類、溶血磷脂酰膽堿類物質(zhì)含量發(fā)生明顯變化，提示能量代謝、磷脂代謝參與氣虛血瘀證的病變過(guò)程。在慢性心力衰竭氣虛血瘀證患者的尿液樣本中，亦發(fā)現(xiàn)精氨酸、泛酸、2-氨基己二酸、天冬氨酰葡糖胺、2-十五碳烯酸等物質(zhì)的濃度變化，主要涉及精氨酸代謝、能量代謝、組氨酸代謝及脂肪酸代謝等代謝通路[14]。劉陽(yáng)等[15]比較心力衰竭氣虛血瘀證患者與健康受試者的血清代謝組學(xué)變化，發(fā)現(xiàn)氣虛血瘀證患者的代謝譜與健康受試者有顯著差異，得出膽固醇、花生四烯酸、L-組胺、L-丙氨酸、高瓜氨酸、羥色酸、甲基琥珀酸、精氨琥珀酸、甘氨酰-L-亮氨酸等39個(gè)特異性生物標(biāo)志物，包括不飽和脂肪酸類、膽固醇類和氨基酸類物質(zhì)，均為組織代謝過(guò)程中的重要組成成分，當(dāng)能量代謝障礙時(shí)，可引發(fā)氣血運(yùn)行不暢，不通則痛，從而出現(xiàn)氣虛血瘀證的一系列臨床表現(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)研究方面，呂李飛等[16]收集氣虛血瘀證與健康組大鼠的糞便進(jìn)行分析，篩選出19個(gè)潛在差異代謝物，其中3-磷酸肌醇、二氫小檗堿、海藻氨酸、8-羥基腺嘌呤、羥基半乳糖等水平升高，牛磺膽酸、硒甲基硒代半胱氨酸、苯丙酮酸及月桂酸等水平顯著降低，說(shuō)明氣虛血瘀證大鼠的糖脂代謝、能量代謝、黃酮類代謝、膽汁酸代謝及氨基酸代謝存在紊亂。以NMR技術(shù)對(duì)心力衰竭大鼠的血漿樣本進(jìn)行鑒定，發(fā)現(xiàn)了包括脂肪酸、亮氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、異丁酸、丙氨酸、乙酰乙酸、檸檬酸鹽、絲氨酸等在內(nèi)的11個(gè)潛在標(biāo)志物[17]。尹春園[18]建立心力衰竭氣虛血瘀證大鼠模型，通過(guò)模式識(shí)別發(fā)現(xiàn)模型組和正常組呈明顯分離趨勢(shì)，說(shuō)明二者的代謝物譜存在明顯差異。采用LC-MS技術(shù)結(jié)合多源數(shù)據(jù)分析方法進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)脯氨酸、肌酸、亮氨酸、丙氨酸、丙酮酸、谷胱甘肽等代謝產(chǎn)物。選用1.746 g/kg益氣活血顆粒（黃芪30 g，桃仁6 g，紅花6 g，赤芍6 g，川芎6 g，當(dāng)歸10 g，地龍10 g）灌胃后，給藥組出現(xiàn)向正常對(duì)照組恢復(fù)的趨勢(shì)，提示益氣活血治法使大鼠的內(nèi)源性代謝物發(fā)生了顯著回調(diào)。此外，模型組細(xì)胞內(nèi)肌酸水平、谷胱甘肽含量降低，亮氨酸、丙氨酸含量上升，機(jī)體氧化功能障礙，而給藥組肌酸及谷胱甘肽含量升高，亮氨酸、丙氨酸含量下調(diào)，提示益氣活血顆?？赡芡ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)精氨酸代謝等途徑緩解氧化應(yīng)激損傷，從而改善心肌能量代謝。

2.2 氣陰兩虛證

《素問(wèn)·舉痛論篇》云：“百病生于氣也。”心氣不足是心力衰竭發(fā)生的病理基礎(chǔ)，并貫穿始終?！靶牟匮}之氣”，心氣虧虛，不能固護(hù)營(yíng)陰，津液隨氣而耗，常出現(xiàn)以心悸氣短、神疲乏力、自汗盜汗、口干舌燥、五心煩熱、舌紅少苔等為特征的氣陰兩虛證，治宜在甘溫益氣基礎(chǔ)上加用滋陰養(yǎng)血之品，以達(dá)益心氣、養(yǎng)心陰、通心脈之效。

臨床研究方面，鄭海生等[19]基于LC-MS技術(shù)分析慢性心力衰竭腎陽(yáng)虛證與氣陰兩虛證患者的尿液樣本，得出16種含量不同的代謝產(chǎn)物，為進(jìn)一步探索中醫(yī)藥防治慢性心力衰竭氣陰兩虛證提供了生物學(xué)支持。尹紅偉[20]研究發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)陰舒心方（黃芪15 g，黃精15 g，麥冬20 g，丹參20 g，瓜蔞皮15 g，鱉甲10 g，地龍10 g，半夏10 g，枳殼10 g）可改善射血分?jǐn)?shù)，保留心力衰竭患者的生存質(zhì)量及左心室舒張功能，增加6 min步行距離，運(yùn)用非靶向代謝組學(xué)方法篩選出治療前后表達(dá)量有顯著差異的代謝物共308個(gè)，包括脂質(zhì)和類脂分子、有機(jī)酸及衍生物、糖類多酮類化合物、生物堿及其衍生物等，分別富集于?；撬岷蛠喤；撬岽x、精氨酸生物合成、甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸代謝等通路中，提示氨基酸代謝及能量代謝可能在心力衰竭氣陰兩虛證的病理過(guò)程中起重要作用。其中能量代謝類似于氣的推動(dòng)作用，而能量代謝異常提示氣血運(yùn)行不暢，符合氣陰兩虛證的發(fā)病機(jī)制。

實(shí)驗(yàn)研究方面，楊夢(mèng)等[21]在心力衰竭大鼠的尿液樣本中檢測(cè)出脂質(zhì)、氨基酸、糖類等25種差異顯著代謝物，與正常組相比，模型組的肌酸、肌醇、煙酸、尿苷、L-精氨酸、犬尿酸、腺嘌呤等物質(zhì)含量下降，泛酸、5-L-谷?；??；撬?、脯氨酰基-蘇氨酸等物質(zhì)含量升高。提取同組大鼠血漿樣本進(jìn)行GC-MS分析，發(fā)現(xiàn)模型組半胱氨酸、鳥(niǎo)氨酸、丙氨酸、4-羥基-脯氨酸、蘇氨酸、甲基半胱氨酸、天冬酰胺、花生四烯酸、膽固醇、丙酮酸、焦谷氨酸濃度上升，色氨酸、亮氨酸、木糖醇、核糖醇、丙二酸、尿素濃度下降[22]。以糞便代謝產(chǎn)物為切入點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)慢性心力衰竭心氣陰虛證模型的內(nèi)源性代謝功能被明顯擾動(dòng)，模型組神經(jīng)氨酸、尿苷、丙氨酰色氨酸、酪氨酰纈氨酸、苯丙氨酰甘氨酸、?；敲撗跄懰帷⒓S甾烷酸、白三烯E4的水平高于對(duì)照組，而谷氨酸、酪氨酸、煙酸、鞘氨醇、二十四烷酸、二十二碳六烯酸、亞油酸的水平低于對(duì)照組[23]。甘家麗[24]采集慢性心力衰竭大鼠血清，通過(guò)LC-MS分析探究心氣陰兩虛證的代謝情況，共鑒定出蘇氨酸、哌啶酸、亮氨酸、色氨酸、皮質(zhì)酮、油酰胺、腎上腺酸、亞油酸等19種代謝物，作為氣陰兩虛證的潛在代謝標(biāo)志物，提示氨基酸代謝通路發(fā)生顯著變化，這與臨床研究結(jié)果相似。

2.3 陽(yáng)虛水泛證

心陽(yáng)虛耗是心力衰竭的發(fā)病之本，痰飲水停則是最終產(chǎn)物。全身水液的正常運(yùn)行以心陽(yáng)為動(dòng)力，心陽(yáng)虛衰，不能下助腎陽(yáng)而致腎陽(yáng)虛，可導(dǎo)致開(kāi)闔無(wú)權(quán)、氣化不利，水液輸布排泄功能異常，終致水飲泛濫于內(nèi)，出現(xiàn)喘、悸、腫諸癥，與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)所述心力衰竭的呼吸困難、咳喘、水腫等常見(jiàn)癥狀相符?！端貑?wèn)·調(diào)經(jīng)論篇》“夫不得臥，臥則喘者，水氣之客也”，此乃水飲射肺為喘；又《傷寒明理論》“由水停心下，心言火而惡水，水既內(nèi)停，心不自安，則為悸也”，即指水飲凌心為悸；《金匱要略》載“心水者，其身重而少氣，不得臥，煩則躁（悸），其人陰腫”，此即水飲溢于肌膚而為腫。同時(shí)，陽(yáng)虛則內(nèi)寒生，內(nèi)寒又易招致外寒，增加感染可能，使病情進(jìn)一步惡化。

臨床研究方面，陳品良[25]收集心力衰竭陽(yáng)虛水泛證患者的血漿樣本進(jìn)行LC-MS檢測(cè)，共得到291個(gè)特征性差異代謝物，其中224個(gè)為心力衰竭特征性上調(diào)代謝物、67個(gè)為心力衰竭特征性下調(diào)代謝物。運(yùn)用人參、黃芪、益母草、淫羊藿、毛冬青、葶藶子組方“心陽(yáng)片”，取益氣溫陽(yáng)、活血利水之效，觀察其對(duì)心力衰竭患者中醫(yī)證候評(píng)分及心功能的影響，并將心陽(yáng)片作用特征性差異代謝物與前述特征性代謝物取交集，得出的代謝物包括甘油磷脂類、脂肪酰類、孕烯醇酮脂類等，推測(cè)心陽(yáng)片可能通過(guò)下調(diào)相關(guān)物質(zhì)，調(diào)節(jié)心肌能量代謝關(guān)鍵酶類、相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)體及能量產(chǎn)生相關(guān)因素，糾正心肌能量底物選擇和利用等過(guò)程的紊亂，進(jìn)而減少心臟內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，改善心血管疾病的預(yù)后。

實(shí)驗(yàn)研究方面，苓桂術(shù)甘湯作為溫陽(yáng)利水的代表方劑，治療心力衰竭療效確切，但目前尚缺乏整體層面的機(jī)制研究。王旭[26]采用多柔比星誘導(dǎo)心力衰竭小鼠模型，運(yùn)用代謝組學(xué)技術(shù)鑒定出包括磷脂酸、甘油?；?、磷酸膽堿、花生四烯酸、苯丙氨酸等54個(gè)差異代謝物，說(shuō)明脂質(zhì)代謝紊亂、能量失衡、氧化應(yīng)激等參與心力衰竭陽(yáng)虛水泛證的病理過(guò)程。吳睿凡[27]對(duì)心力衰竭大鼠的血清和尿液樣本的代謝指紋圖譜進(jìn)行比較，部分生物標(biāo)志物在給予參附湯后表現(xiàn)出顯著變化，提示人參-附子配伍對(duì)陽(yáng)虛水泛證患者的機(jī)體平衡起到明顯調(diào)節(jié)作用。在此基礎(chǔ)上化裁而成的參附強(qiáng)心丸（人參、制附子、大黃、桑白皮、葶藶子、豬苓）具有益氣助陽(yáng)、強(qiáng)心利水功效。運(yùn)用LC-MS 技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)參附強(qiáng)心丸治療慢性心力衰竭調(diào)控的代謝物主要富集于嘧啶代謝、精氨酸生物合成、賴氨酸降解、天冬氨酸和谷氨酸代謝等通路中[28]。另一項(xiàng)采用GC-MS技術(shù)的代謝組學(xué)研究探討脂類物質(zhì)紊亂在慢性心力衰竭發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的重要作用，為后續(xù)相關(guān)機(jī)制研究奠定了基礎(chǔ)，亦為復(fù)方中藥的研究提供了方法學(xué)借鑒[29]。

3 小結(jié)與展望

慢性心力衰竭作為各類心血管疾病的終末階段，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量及生命安全，中西醫(yī)結(jié)合治療該病以獨(dú)特優(yōu)勢(shì)獲得廣泛關(guān)注[30]。BNP、NT-proBNP等生物標(biāo)志物能在一定程度上幫助心力衰竭的診斷和預(yù)后判斷，然而，由于心血管疾病往往影響各種病理生理途徑，單一生物標(biāo)志物尚不能被視為臨床應(yīng)用的最佳選擇。有研究報(bào)道，能量的利用是評(píng)估心臟功能的重要依據(jù)之一，在病理狀態(tài)下，心肌的能量代謝整體失衡，能量來(lái)源發(fā)生轉(zhuǎn)移，造成心肌缺血缺氧，引起心肌細(xì)胞凋亡[31]。因此，關(guān)于心肌組織能量代謝的探究有望揭示心力衰竭的具體調(diào)控機(jī)制，從而進(jìn)一步指導(dǎo)臨床。代謝組學(xué)允許測(cè)量生物體液或活檢中的數(shù)百種代謝物，考察體內(nèi)代謝規(guī)律，并對(duì)內(nèi)源性代謝物質(zhì)的變化進(jìn)行研究，為包括心血管疾病在內(nèi)的諸多疾病的病理機(jī)制研究帶來(lái)新的切入點(diǎn)，也為中醫(yī)證型客觀化研究提供了一定基礎(chǔ)，具有良好的發(fā)展意義和廣闊的應(yīng)用前景[32-33]。

本文對(duì)代謝組學(xué)在心力衰竭氣虛血瘀證、氣陰兩虛證、陽(yáng)虛水泛證中的臨床及實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行了歸納，發(fā)現(xiàn)無(wú)論在血清、尿液、糞便樣本中，氨基酸代謝和脂質(zhì)代謝都較多地參與了慢性心力衰竭的病程，這與國(guó)外有關(guān)研究結(jié)果[34-35]相似。而在不同中醫(yī)證型中檢測(cè)出的代謝物及代謝通路截然不同，反映了不同的心肌代謝過(guò)程，可為心力衰竭的早期診斷提供依據(jù)，并為心力衰竭的辨證論治提供參考。由于中醫(yī)辨證存在一定主觀性及樣本量局限性，雖然代謝組學(xué)技術(shù)能在一定程度上體現(xiàn)內(nèi)源性代謝物的變化，但仍無(wú)法完全反映中醫(yī)學(xué)“證”的概念，其本質(zhì)需進(jìn)行更深入的探討[36]。今后需對(duì)相關(guān)代謝途徑進(jìn)行更為全面的梳理與分析，并結(jié)合其他系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)，對(duì)主要代謝途徑的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和蛋白靶標(biāo)進(jìn)行更為系統(tǒng)的研究工作，以確定更合適的生物標(biāo)志物，從而闡明心力衰竭相關(guān)的代謝紊亂，實(shí)現(xiàn)中醫(yī)證型的區(qū)分，有助于中醫(yī)辨證客觀化、定量化研究，進(jìn)而改善疾病預(yù)后[37]。