譚小燕，王毅，黃靜

(1.重慶三峽醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，重慶 萬州 404120； 2.四川大學(xué) 華西藥學(xué)院，四川 成都 610041；3.西南交通大學(xué)，四川 成都 610031)

代謝組學(xué)在中藥質(zhì)量與藥效研究中的應(yīng)用

譚小燕1，2，王毅1，3，黃靜2*

(1.重慶三峽醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，重慶 萬州 404120； 2.四川大學(xué) 華西藥學(xué)院，四川 成都 610041；3.西南交通大學(xué)，四川 成都 610031)

代謝組學(xué)是20世紀(jì)90年代末期發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，著重研究生物整體、器官或組織的內(nèi)源性代謝物質(zhì)的代謝途徑及其所受內(nèi)在或外在因素的影響及隨時(shí)間變化的規(guī)律。隨著發(fā)展，代謝組學(xué)在藥物研發(fā)、中藥研究與評(píng)價(jià)、臨床診斷、毒理學(xué)研究、微生物與植物、營(yíng)養(yǎng)科學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。本文主要綜述代謝組學(xué)的研究手段與方法在中藥質(zhì)量控制研究和中藥藥效研究中的應(yīng)用狀況，并展望其在中醫(yī)藥研究領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

代謝組學(xué)；中藥；質(zhì)量控制；藥效研究；模式識(shí)別

代謝組學(xué)(metabonomics)的概念由英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院Jeremy K Nicholson教授基于長(zhǎng)期對(duì)生物體液的研究于1999年提出，定量測(cè)量生物系統(tǒng)對(duì)病生理刺激和基因修改所做的與時(shí)間相關(guān)的多參數(shù)代謝應(yīng)答[1]。實(shí)際最早來源于20世紀(jì)70年代由Devaux等人提出的代謝輪廓分析(metabolic profiling)[2]。20世紀(jì)90年代后期，Oliver Fiehn在植物代謝分析的基礎(chǔ)上提出了代謝組學(xué)(metabolomics)的概念，之后很多植物化學(xué)家開展了這方面的研究[3-4]。目前國(guó)際上形成了metabolomics和metabonomics兩大代謝組學(xué)主流領(lǐng)域。一般認(rèn)為，metabolomics是通過定性和定量地分析生物體內(nèi)所有代謝物組成來研究生物代謝途徑的一種技術(shù)，而metabonomics研究的是生物體在病理生理刺激或基因修飾下其所有代謝物質(zhì)在不同時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。前者一般以細(xì)胞為研究對(duì)象，后者更注重動(dòng)物的體液和組織。

我國(guó)擁有豐富的中藥資源，有藥用植物11 146種，藥用動(dòng)物1 581種和藥用礦物80種[5]。中藥產(chǎn)業(yè)是我國(guó)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，中醫(yī)中藥理論無論是在診斷、藥理或者毒理方面都凝聚著歷史的智慧。但是中藥卻一直在國(guó)際上得不到肯定，關(guān)鍵在于中藥材及其中藥產(chǎn)品的“安全、有效、穩(wěn)定、可控”問題的解決難度大，其原因主要在中藥本身成分的復(fù)雜性和中藥與人體作用的復(fù)雜性。中藥材、中藥飲片、中藥復(fù)方及中成藥等的質(zhì)量直接影響臨床療效，而中藥材的質(zhì)量卻是中藥質(zhì)量控制關(guān)鍵的第一步。中藥材的質(zhì)量好壞與所含化學(xué)成分直接相關(guān)，目前對(duì)中藥組成成分的系統(tǒng)性測(cè)定和控制是中藥材質(zhì)量控制的薄弱環(huán)節(jié)。中藥的多組分實(shí)質(zhì)就是藥用植物的多種代謝產(chǎn)物的集合，其組成、含量和存在狀態(tài)等受產(chǎn)地、氣候、采集季節(jié)及后處理等多方面因素的影響。代謝組學(xué)不但可以用于分析中藥中各種組分的類型、含量和狀態(tài)隨各種因素和時(shí)間的變化，還可以定量地對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其質(zhì)量的控制。

中藥及其復(fù)方的有效性沒有被國(guó)際醫(yī)藥主流市場(chǎng)所接受，其根本原因是中藥理論未被國(guó)際廣泛接受。目前中藥尤其是復(fù)方藥效的評(píng)價(jià)主要采用化學(xué)藥藥理評(píng)價(jià)方法，難以體現(xiàn)中藥作用的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。中藥發(fā)揮藥效簡(jiǎn)單講就是中藥的化學(xué)組分相互作用，這些化學(xué)組分再與人體作用，調(diào)節(jié)、改善或刺激人體產(chǎn)生不同的代謝產(chǎn)物，從而出現(xiàn)防病、治病、無效或產(chǎn)生毒性等系列表征的過程。代謝組學(xué)的核心思想是通過內(nèi)源性代謝物的變化來觀測(cè)中藥對(duì)機(jī)體所產(chǎn)生的整體效應(yīng)，其思想具有與中醫(yī)理論整體觀念相一致的特點(diǎn)，并可根據(jù)代謝物組圖譜的變化，發(fā)現(xiàn)生物標(biāo)志物，闡明中藥的整體效應(yīng)，包括協(xié)同作用等。所以將代謝組學(xué)的方法應(yīng)用到中藥藥效評(píng)價(jià)研究中具有重要意義。

1 代謝組學(xué)的研究手段與方法

代謝組學(xué)研究的特征是設(shè)法分析盡可能多的代謝組分。其研究一般包括樣品采集和制備、代謝組數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、多變量數(shù)據(jù)分析、標(biāo)志物識(shí)別和途徑分析等步驟[6]。生物樣品可以是植物的提取物、尿液、血液、組織、細(xì)胞和培養(yǎng)液等，采集后首先進(jìn)行生物反應(yīng)滅活、預(yù)處理；然后運(yùn)用核磁共振、質(zhì)譜或色譜等儀器檢測(cè)其中代謝物的種類、含量、狀態(tài)及其變化，得到代謝輪廓或代謝指紋；而后使用多變量數(shù)據(jù)分析方法對(duì)獲得的多維復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行降維和信息挖掘，采用模式識(shí)別法如主成分分析(PCA)、偏最小二乘法-判別分析(PLS-DA)等，識(shí)別出有顯著變化的代謝標(biāo)志物，并研究所涉及的代謝途徑和變化規(guī)律，以闡述生物體對(duì)相應(yīng)刺激的響應(yīng)機(jī)制，達(dá)到分型和發(fā)現(xiàn)生物標(biāo)志物的目的[6-7]。

2 代謝組學(xué)在中藥質(zhì)量研究中的應(yīng)用

我國(guó)有藥用植物近12 000種，中藥資源在不到20年的時(shí)間里已經(jīng)銳減至6 000余種，400種常用藥材中有20%以上已處于短缺狀態(tài)。市場(chǎng)上的“道地藥材”多是“有其名、無其實(shí)”，還有相當(dāng)一部分中藥材由野生改為人工繁育后，其產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)生了量或質(zhì)的改變。為確保中藥資源的數(shù)量和質(zhì)量，已經(jīng)建立了上百個(gè)中藥材規(guī)范化種植基地，但其質(zhì)量控制缺乏科學(xué)的手段。生物的個(gè)體特征除決定于先天遺傳因素外，還要受其存在環(huán)境的諸多影響，這些內(nèi)外因素決定了生物個(gè)體的總體特征——代謝表型。對(duì)植物藥野生株和人工繁育株的代謝表型、不同外界環(huán)境影響下的活性化合物代謝途徑和相關(guān)代謝網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，將有利于解決遺傳育種和品質(zhì)改良中效率低下、目標(biāo)模糊等問題。應(yīng)用代謝組學(xué)技術(shù)研究中藥種質(zhì)資源代謝表型，將為中藥資源的可持續(xù)發(fā)展和利用提供科學(xué)依據(jù)和保障。

現(xiàn)階段，我國(guó)中藥材及中藥制劑的質(zhì)量主要依據(jù)《中國(guó)藥典》2010年版一部規(guī)定的常規(guī)方法進(jìn)行控制，包括性狀鑒別、顯微鑒別、理化鑒別、薄層色譜鑒別等，對(duì)多種中藥或制劑采用單指標(biāo)或多指標(biāo)的化學(xué)成分的測(cè)定來控制質(zhì)量。雖然這種把已知的主要成分或有效成分作為指標(biāo)予以檢測(cè)控制的方法比過去有很大的突破和進(jìn)步，但從中醫(yī)藥的觀點(diǎn)來看，指標(biāo)成分的控制難以真正控制中藥的功效。對(duì)于在中醫(yī)理論指導(dǎo)下的中藥，尤其是復(fù)方制劑，檢測(cè)任何一種活性成分均不能反映其所體現(xiàn)的整體療效，分析越細(xì)，目標(biāo)越縮小，離中藥的整體療效距離越遠(yuǎn)。中醫(yī)辨證施治用的是藥味而非某個(gè)化學(xué)成分，麻黃素與麻黃、甘草酸與甘草、人參皂苷與人參對(duì)中醫(yī)來說完全是兩回事。又如黃連和黃柏均含小檗堿，但測(cè)定小檗堿的含量說明不了中醫(yī)用藥的不同，中醫(yī)也絕不會(huì)將兩者相互替用；六味地黃丸中鑒別熊果酸含量不能證明里面有山茱萸，倘以山楂投料也可鑒別出熊果酸且絕對(duì)合格?？梢娭兴幍墓π侵兴庯嬈?、中成藥方劑內(nèi)含物質(zhì)群的整體作用結(jié)果，只針對(duì)某一兩個(gè)化學(xué)成分，顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠[8]。在這種情況下，采用代謝組學(xué)的方法最大限度地從中藥中獲取有關(guān)化學(xué)成分的信息，從整體上評(píng)價(jià)中藥的質(zhì)量成為研究趨勢(shì)。

近年來，由于分析技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，從常用的紫外、紅外等光譜技術(shù)到色譜及其聯(lián)用技術(shù)、核磁共振等都得到了充分的應(yīng)用；數(shù)據(jù)處理技術(shù)也相應(yīng)地從直觀數(shù)據(jù)比較發(fā)展到了基于計(jì)算機(jī)軟件的模式識(shí)別技術(shù)。代謝組學(xué)在中藥鑒別和質(zhì)量研究中的應(yīng)用越來越廣泛，在中藥材、中藥飲片以及各種類型的中藥制劑的質(zhì)量控制中紛紛采用。

Hyung-Kyoon等[9]用1H-NMR對(duì)野生型和過表達(dá)水楊酸合成基因的轉(zhuǎn)基因煙草(Nicotianatabacum)的葉片和葉脈進(jìn)行了研究，利用主成分分析方法得到NMR圖譜，僅通過兩個(gè)主成分就對(duì)樣品達(dá)到了明確的鑒別。此實(shí)驗(yàn)提供了一種有效的不需過多步預(yù)處理程序的區(qū)分野生和轉(zhuǎn)基因植物的方法。

Kim等[10]對(duì)3種麻黃植物Ephedra進(jìn)行了1H-NMR指紋圖譜分析，通過主成分分析找到了它們之間的代謝物差異，證明了NMR指紋圖譜分析是植物化學(xué)分類學(xué)的一個(gè)有力工具，從而對(duì)中藥材的鑒別提供了一條新的思路，并為其實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的全面控制帶來了可能。

王麗等針對(duì)沙棘屬植物的3個(gè)種5個(gè)亞種的21個(gè)樣品，以1H-NMR獲得總提物的全成分譜，再采用主成分分析和聚類分析方法，對(duì)不同種和不同亞種樣品進(jìn)行了種間分析，對(duì)同一亞種樣品進(jìn)行了種內(nèi)分析。結(jié)果顯示：不同種樣品可以得到完全區(qū)分，同一亞種樣品具有很好的整體相似度，分析結(jié)果與植物分類學(xué)基本一致。此外，通過載荷圖發(fā)現(xiàn)不同含量的黃酮是引起鑒別的主要化學(xué)成分。該方法豐富了沙棘屬的植物分類學(xué)內(nèi)容，提供了一種新的質(zhì)量控制手段[11]。

譚小燕等[12-13]以1H-NMR技術(shù)測(cè)定不同產(chǎn)地的麥冬和4個(gè)不同基原種的川貝母的全成分信息，并采用模式識(shí)別法中的PCA、PLS-DA和聚類分析法進(jìn)行識(shí)別分析，能有效地鑒別出各不同產(chǎn)地的麥冬樣本和不同基原種的川貝母，還建立了基原種預(yù)測(cè)模型。田祥琴等[14]在測(cè)定中藥復(fù)方制劑潔爾陰洗液1H-NMR指紋圖譜的基礎(chǔ)上，采用模式識(shí)別法中的PCA、PLS-DA和聚類分析法，分析圖譜，對(duì)2005～2007年各個(gè)批次的潔爾陰洗液樣品進(jìn)行分析，建立了一種全面合理控制潔爾陰洗液產(chǎn)品質(zhì)量的新方法。羅喬奇等采用1H-NMR采集不同道地產(chǎn)區(qū)川白芷樣品的信息，用模式識(shí)別中的主成分分析法分析不同川白芷樣品的數(shù)據(jù)，結(jié)果不同產(chǎn)地川白芷樣本間存在微小的差異，但總體趨于一致。其中，以遂寧地區(qū)所產(chǎn)川白芷樣品的變化最小，穩(wěn)定性最好，分析結(jié)果與公認(rèn)的川白芷的道地性相吻合。說明1H-NMR-PR分析方法可客觀、快速、有效地鑒別川白芷的道地性，也可為其他中藥材的道地性分析提供參考[15]。羅喬奇等[16]還采用1H-NMR-PCA法對(duì)川白芷硫熏樣本和非硫熏樣本進(jìn)行了分析比較，發(fā)現(xiàn)差異明顯，并建立了PCA主成分預(yù)測(cè)模型用于鑒別川白芷偽劣樣本。

由于產(chǎn)地、采集時(shí)間以及加工方法的不同，加上環(huán)境污染等因素，中藥及許多植物藥在質(zhì)量上可能存在很大差異。采用代謝組學(xué)這一系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)來提高中藥的質(zhì)量控制水平，可為中藥的質(zhì)量控制提供科學(xué)的依據(jù)。FIEHN O在植物代謝組學(xué)方面做了大量的研究[17]。有研究者用代謝組學(xué)的方法研究氣候等生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)中藥化學(xué)成分譜的影響，同時(shí)研究其質(zhì)量控制方法[18]。中藥質(zhì)量控制方面，代謝組學(xué)在中藥指紋圖譜朝著綜合、整體方向發(fā)展的基礎(chǔ)上又有了新的發(fā)展。

3 代謝組學(xué)在中藥藥效研究中的應(yīng)用

中藥所含成分的復(fù)雜性使得其治療作用也是一種多系統(tǒng)、多靶點(diǎn)、多層次的作用，具有整體、綜合、動(dòng)態(tài)及多樣性的特點(diǎn)，即這些化合物之間也有“君臣佐使”相互協(xié)同的作用關(guān)系，如何將中醫(yī)的獨(dú)特療效轉(zhuǎn)化為有效證據(jù)，闡明這種復(fù)雜的作用機(jī)制是中藥研究的一個(gè)難點(diǎn)和重要任務(wù)。對(duì)于中醫(yī)藥來說，首先要證明有效。然而，在什么方面有效、有效的標(biāo)準(zhǔn)如何確定，是當(dāng)前中醫(yī)藥走向世界最需解決的問題，而中藥的“質(zhì)量控制”技術(shù)也必須與“藥效的優(yōu)劣”相聯(lián)系才有意義。許多研究者長(zhǎng)期使用化學(xué)藥的指標(biāo)評(píng)價(jià)體系來衡量中藥的療效，以此來表明中藥的有效性和科學(xué)性，然而由于中藥的特殊性使得采用這一體系出現(xiàn)諸多問題。如：中藥作用的溫和性和多靶點(diǎn)性使得中藥很可能在單一的關(guān)鍵藥效指標(biāo)上無法與化學(xué)藥相比，如果由此認(rèn)為中藥無療效或療效不好，就忽視了中藥的整體性，對(duì)中藥很不公平。如今，醫(yī)藥工作者試圖建立符合中醫(yī)中藥特色的藥效評(píng)價(jià)體系。

伴隨生命科學(xué)的發(fā)展，特別是系統(tǒng)生物學(xué)的出現(xiàn)，使得生命科學(xué)進(jìn)入整合性研究時(shí)期。代謝組學(xué)是研究生命網(wǎng)絡(luò)重要組成部分代謝物的一門學(xué)科，代謝處于生命活動(dòng)調(diào)控的末端，比基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)更接近表型。中藥作用生命網(wǎng)絡(luò)的不同層次、不同靶點(diǎn)都會(huì)引起與之相關(guān)的一系列代謝物在濃度及相對(duì)組成上發(fā)生變化，通過現(xiàn)代分析手段測(cè)定這些相互關(guān)聯(lián)的變化，可以從整體上把握中藥的作用特點(diǎn)，進(jìn)而通過代謝物的變化追溯到相關(guān)的蛋白質(zhì)及基因表達(dá)的變化，從更高層次上闡明中藥的作用機(jī)制。

中藥進(jìn)入人體發(fā)揮作用的基本環(huán)節(jié)是藥物分子與細(xì)胞之間各種組分的直接或間接的相互作用。中藥化學(xué)成分復(fù)雜，單味藥材就有很多個(gè)化學(xué)成分，更何況中藥復(fù)方，其復(fù)雜性和整體性決定了確定其有效成分的難度。但從機(jī)體的角度來看，機(jī)體本身是一個(gè)極其復(fù)雜的巨大系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)中都包含著多因素的問題。疾病的發(fā)生大多數(shù)也是通過多種途徑導(dǎo)致整體功能紊亂的過程，中藥有效成分進(jìn)入人體進(jìn)而發(fā)揮多成分、多靶點(diǎn)、多途徑的作用，必然會(huì)引起整個(gè)生命網(wǎng)絡(luò)從遺傳信息到整體功能實(shí)現(xiàn)中的分子、細(xì)胞、器官、整體多個(gè)層面的結(jié)構(gòu)與功能狀態(tài)變化，這些變化會(huì)體現(xiàn)在相關(guān)代謝物在量上的改變。因此，可以內(nèi)源性代謝物表達(dá)為指標(biāo)進(jìn)行中藥復(fù)方有效成分多組分、多環(huán)節(jié)、多靶點(diǎn)治療調(diào)整作用的研究。采用代謝組學(xué)來研究中藥的藥效是一個(gè)新生事物，也是一種發(fā)展趨勢(shì)。

至今將代謝組學(xué)用于中藥藥效研究的例子很多。如：天津藥物研究院[19]在研究參麥注射液的作用物質(zhì)基礎(chǔ)時(shí)，發(fā)現(xiàn)該中藥能夠激發(fā)機(jī)體形成洋地黃樣的多肽物質(zhì)，發(fā)揮洋地黃樣物質(zhì)作用，是緩解心衰的物質(zhì)基礎(chǔ)。Solanky等對(duì)10只SD大鼠給予22 mg劑量的表兒茶酸，并收集給藥前后大鼠的尿樣，采用基于NMR技術(shù)的代謝組學(xué)技術(shù)平臺(tái)，并結(jié)合主成分分析的數(shù)據(jù)處理方法研究了表兒茶酸(一種類黃酮)對(duì)大鼠生化代謝的影響。研究表明，給藥后大鼠尿液中?；撬?、檸檬酸鹽及二甲胺等內(nèi)源性代謝物的濃度降低。對(duì)給藥后不同時(shí)段收集的尿液進(jìn)行分析，表明給藥后8 h對(duì)代謝的影響明顯，而且表兒茶酸對(duì)生化代謝的影響是可逆的。這一研究結(jié)果表明，代謝組學(xué)技術(shù)可以檢測(cè)到天然產(chǎn)物對(duì)生命體新陳代謝的影響，雖然表兒茶酸是一個(gè)來源于天然植物的單一化合物，但此方法可用于中藥藥效研究[20]。Wang等采用代謝組學(xué)的方法研究了甘菊對(duì)人體生化代謝影響，采用高分辨NMR技術(shù)集合模式識(shí)別方法，進(jìn)行了為期6周的研究，對(duì)志愿者分別收集給藥前、給藥期間及給藥后的各兩周的每日尿樣。結(jié)果顯示，給藥前尿樣與給藥期間尿樣中內(nèi)源性代謝物的含量有比較大的差別；代謝軌跡分析表明，甘菊對(duì)人體生化代謝有比較持久的影響，停止給藥后，藥效依然持續(xù)了很長(zhǎng)一段時(shí)間。這一研究結(jié)果表明，雖然環(huán)境因素及志愿者個(gè)體差異較大，代謝組學(xué)的方法依然能夠有效地評(píng)估甘菊這種含有多種成分的復(fù)雜體系對(duì)人體生化代謝的影響[21]。譚小燕等[22]基于代謝組學(xué)的方法開展了黃連解毒湯治療氨基半乳糖(D-Galn)誘導(dǎo)的急性肝損傷大鼠的藥效學(xué)評(píng)價(jià)方法研究，不同時(shí)間段采集模型組、正常組和給藥組的血液樣本，通過1H-NMR技術(shù)采集提取信息，再通過主成分分析等手段進(jìn)行模式識(shí)別研究，發(fā)現(xiàn)正常組與模型組的血清樣本呈明顯差異，在分析圖上呈明顯兩大區(qū)域，而給藥組隨著給藥時(shí)間的延長(zhǎng)，呈現(xiàn)由模型組區(qū)域向正常組靠近的明顯趨勢(shì)。由此可見，對(duì)于黃連解毒湯藥效的評(píng)價(jià)，盡管暫時(shí)無法說明是什么物質(zhì)或成分起了作用，但可以初步確定其具有療效，此探索將是用于中藥及復(fù)方篩選的一個(gè)新思路與方向。李云士還聯(lián)合天津急腹癥研究所利用代謝組學(xué)方法與技術(shù)，采用雙盲法進(jìn)行了兩種中藥復(fù)方治療膿毒癥的藥效評(píng)價(jià)，結(jié)果與臨床長(zhǎng)期觀察使用結(jié)果一致。這次試驗(yàn)對(duì)代謝組學(xué)方法用于中藥及其復(fù)方的藥效評(píng)價(jià)、新藥研發(fā)初步篩選具有重要意義[23]。

4 小結(jié)與展望

代謝組學(xué)是新藥研究開發(fā)的重要組成部分，其應(yīng)用涵蓋了新生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)、新藥篩選、安全性實(shí)驗(yàn)等[24]。運(yùn)用具有反映整體思想的、先進(jìn)的代謝組學(xué)方法來研究中藥，對(duì)控制中藥質(zhì)量，搞清中藥的物質(zhì)基礎(chǔ)、作用機(jī)理、作用靶標(biāo)、藥效作用、組方依據(jù)、配伍規(guī)律和毒副作用以及對(duì)中藥種質(zhì)資源等進(jìn)行研究，是十分必要的，它有可能使有著幾千年歷史、以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的中藥治病向以科學(xué)方法和標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化中藥治病轉(zhuǎn)變，從而對(duì)中醫(yī)藥事業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)和健康發(fā)展產(chǎn)生十分深遠(yuǎn)的積極影響。

目前，代謝組學(xué)研究的主要困難在于樣品和研究對(duì)象的復(fù)雜、多樣和多變性。當(dāng)前代謝組學(xué)研究的局限性主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面：①缺少“全能型”分析技術(shù)。對(duì)某一物種、某個(gè)組織或其細(xì)胞中所有的代謝途徑中的所有代謝產(chǎn)物同時(shí)進(jìn)行全面的高通量的定性和定量分析，在理論上行得通，但尚沒有任何一種分析技術(shù)能夠同時(shí)對(duì)代謝組中的所有化合物進(jìn)行分析。②缺少功能完善的代謝產(chǎn)物數(shù)據(jù)庫(kù)和相應(yīng)代謝物組數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)值。③非實(shí)驗(yàn)性因素干擾研究結(jié)果。各種生理因素，如飲食、健康狀態(tài)、年齡、晝夜節(jié)律、壓力、遺傳變異和動(dòng)物品系均可影響生物標(biāo)本的代謝成分，為分析結(jié)果帶來難度。除嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件外，還需要尋找更加靈敏的檢測(cè)手段和深入的數(shù)據(jù)分析方法。④生物標(biāo)志物的結(jié)構(gòu)鑒定難。如何從大量的代謝產(chǎn)物中找出特異性的生物標(biāo)志物，決定了其能否在臨床領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。⑤檢測(cè)所需的儀器設(shè)備價(jià)格昂貴，操作人員的專業(yè)性強(qiáng)，也限制了這一技術(shù)的推廣。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，技術(shù)平臺(tái)要以開發(fā)聯(lián)用技術(shù)為核心，并不斷發(fā)展和完善適合不同分析目的的樣品前處理、數(shù)據(jù)信息提取和模式識(shí)別系統(tǒng)，結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)和生物信息學(xué)，經(jīng)過堅(jiān)持不懈的努力，逐步建立并完善代謝組學(xué)研究技術(shù)平臺(tái)。

代謝組學(xué)在中醫(yī)藥研究領(lǐng)域應(yīng)著手開展幾方面研究：①研究植物源中藥種質(zhì)資源代謝表型；②評(píng)價(jià)單味中藥安全性；③研究常用復(fù)方中藥配伍的科學(xué)性；④建立中藥代謝數(shù)據(jù)信息庫(kù)。由于代謝組學(xué)研究的自身復(fù)雜性，整體上仍處于初期發(fā)展階段，還需要進(jìn)一步在技術(shù)體系和研究思路上進(jìn)行創(chuàng)新和突破。但隨著科技進(jìn)步，健康觀念、醫(yī)學(xué)模式、醫(yī)療模式的全面轉(zhuǎn)變，個(gè)體化診療、個(gè)體化用藥以及亞健康、慢性非傳染性疾病的防治成為醫(yī)學(xué)研究的重點(diǎn)。采用代謝組學(xué)相關(guān)技術(shù)與方法進(jìn)行中醫(yī)藥研究，用現(xiàn)代術(shù)語(yǔ)闡釋中醫(yī)“因人制宜”、“治未病”等獨(dú)特的思維方式和治療方法，將為中醫(yī)藥的現(xiàn)代化和國(guó)際化發(fā)展開辟新的方向。

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TheApplicationofMetabolomicsinResearchofTraditionalChineseMedicineQualityandPharmacodynamics

TAN Xiao-yan1，2，WANG Yi1，3，HUANG Jing2*

(1.ChongqingThreeGorgesMedicalCollege，Wanzhou404120，China;2.WestChinaSchoolofPharmacySichuanUniversity，Chengdu610041，China;3.SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)

Metabolomics is an emerging discipline which developed in the end of the 1990s.It focuses on biological overall organ or tissue metabolic pathways of endogenous metabolites，the rules of changes caused by internal or external factors.With the technology development，metabolomics is more and more widely used in drug research，Traditional Chinese Medicine research and evaluation，clinical diagnostics，toxicology studies，microorganisms and plants，nutrition science.This article reviews the application status of metabolomics research tools and methods in the study of Traditional Chinese Medicine quality control and pharmacodynamics，and the prospects of their application in Traditional Chinese Medicine.

Metabolomics；Traditional Chinese Medicine；Quality control；Pharmacodynamics research；Pattern recognition(PR)

2013-06-18)

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黃靜，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：天然藥物(中藥)生物活性成分、體內(nèi)吸收代謝的NMR分析研究；Tel：(028)85503045，E-mail：huangj_pharm@scu.edu.cn