蔡雪朦，王 朔，高 杉，李 琳，李遇伯，于春泉

（天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津 300193）

《中國(guó)心血管病報(bào)告2016》的數(shù)據(jù)顯示，冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病110萬(wàn)例，占心血管患病人數(shù)的第二位。在中國(guó)患者過(guò)早死亡的原因中，冠心病從1990年的第七位上升至2013年的第三位[1-2]。中醫(yī)學(xué)無(wú)冠心病病名，從臨床表現(xiàn)看屬于“胸痹”、“真心痛”范疇。近年來(lái)冠心病診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”仍然是冠狀動(dòng)脈造影術(shù)，但因其伴隨的一些副作用限制了大規(guī)模的人群篩查和早期風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。且中醫(yī)治療冠心病是以癥狀、體征、舌脈等一系列證候要素為依據(jù)，缺乏客觀量化的標(biāo)準(zhǔn)。冠心病中醫(yī)證候臨床流調(diào)顯示，與痰、瘀相關(guān)的證候最為多見(jiàn)，痰瘀互結(jié)證已成為冠心病的常見(jiàn)證候[3]。代謝組學(xué)方法可以實(shí)現(xiàn)疾病與證候的精準(zhǔn)診斷，它強(qiáng)調(diào)把人作為一個(gè)整體來(lái)研究，同時(shí)在方法學(xué)上具有無(wú)創(chuàng)傷、動(dòng)態(tài)、接近生理?xiàng)l件等特點(diǎn)，與中醫(yī)治病整體性和動(dòng)態(tài)性不謀而合。代謝組學(xué)已成為一種成功的研究技術(shù)廣泛應(yīng)用于眾多醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域，如疾病診斷、藥效作用機(jī)制、藥物毒理學(xué)等。筆者對(duì)其近年來(lái)在冠心病早期診斷和痰瘀互結(jié)證研究方面取得的進(jìn)展進(jìn)行綜述，籍以為冠心病痰瘀互結(jié)證的診斷提供客觀指標(biāo)，為臨床治療冠心病痰瘀互結(jié)證提供療效評(píng)價(jià)依據(jù)。

1 代謝組學(xué)在冠心病診斷中的研究

冠心病診斷的生物標(biāo)志物范圍廣，涉及磷脂代謝、能量代謝、脂肪酸分解、腸道微生物代謝物等。

1.1 磷脂代謝 磷脂代謝是冠心病生物標(biāo)志物研究的熱點(diǎn)之一，其中溶血磷脂酰膽堿（LysoPC）、溶血磷脂酰乙醇胺（lysoPE）和鞘氨醇可作為冠心病診斷的標(biāo)志物。LysoPC又稱(chēng)溶血卵磷脂，被認(rèn)為是促炎和致動(dòng)脈粥樣硬化的代謝產(chǎn)物，其水平升高可誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生氧化應(yīng)激，導(dǎo)致心血管疾病[4]；但LysoPC有助于抑制巨噬細(xì)胞的合成，阻止巨噬細(xì)胞泡沫化，減少膽固醇積累和動(dòng)脈粥樣硬化[5]，Stegemann C等[6]也發(fā)現(xiàn)LysoPC和冠心病之間存在負(fù)相關(guān)。有文獻(xiàn)報(bào)道顯示LysoPC可以根據(jù)細(xì)胞類(lèi)型或氧化、炎癥狀態(tài)從而發(fā)揮促或抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用[7]。Ju YP等[8]研究表明在冠心病心絞痛和心肌梗死患者的血清代謝物中，含有不飽和脂肪酸和游離脂肪酸的LysoPC和lysoPE與冠心病風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)，而含有飽和脂肪酸的lysoPC與冠心病風(fēng)險(xiǎn)降低相關(guān)。Gao X等[9]代謝組學(xué)分析顯示，與對(duì)照組相比，冠脈疾病患者植物鞘氨醇顯著上調(diào)。鞘氨醇的積累是由鞘磷脂酶水解鞘脂的作用引起的，鞘脂具有降低甘油三酯和膽固醇水平的能力，然而患者血漿樣品中鞘氨醇的濃度較高，表明鞘脂被耗盡從而增加了冠心病的風(fēng)險(xiǎn)。同樣地，在心肌缺血大鼠模型中鞘氨醇也顯示出增高的趨勢(shì)[10]。

1.2 能量代謝 三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)）和脂肪酸的β氧化是冠心病患者體內(nèi)的主要能量來(lái)源，肉堿類(lèi)物質(zhì)和丙酮類(lèi)物質(zhì)可作為冠心病診斷的標(biāo)志物。脂肪酸活化成脂酰CoA，小于10個(gè)碳的脂酰CoA容易穿過(guò)線粒體內(nèi)膜進(jìn)行氧化反應(yīng)，大于10個(gè)碳的脂肪酸分子則需要肉堿的參與，肉堿的功能是將長(zhǎng)鏈脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體中進(jìn)行β氧化以獲得大部分能量。Li Y等[11]鑒定出與冠心病關(guān)聯(lián)性極強(qiáng)的肉毒堿在冠心病組中顯著增加。Laborde CM等[12]對(duì)非ST段抬高的ACS患者的血樣和尿樣進(jìn)行代謝組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)患者3-羥基丁酸水平較高。3-羥基丁酸與乙酰乙酸鹽、丙酮共同組成酮體，血、尿中酮體水平升高說(shuō)明脂肪分解代謝產(chǎn)生的ATP作為冠心病患者體內(nèi)的能量來(lái)源，推測(cè)其可能是由于缺氧導(dǎo)致的TCA循環(huán)受抑導(dǎo)致的，TCA產(chǎn)能降低“促使”這些細(xì)胞利用脂肪作為能量來(lái)源。這與Kang SM等[13]對(duì)HF患者代謝譜的研究結(jié)果一致：丙酮，乙酰乙酸的尿排泄增加，TCA循環(huán)中間體檸檬酸鹽，琥珀酸鹽等代謝物的尿排泄減少。

1.3 不飽和脂肪酸及其代謝物 不飽和脂肪酸中ω-3多不飽和脂肪酸、ω-6多不飽和脂肪酸、代謝產(chǎn)物EET以及含有不飽和脂肪酸的磷脂過(guò)氧化物可作為冠心病診斷的標(biāo)志物。

多不飽和脂肪酸（PUFA）是一類(lèi)保健型油脂，包括二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）、亞油酸（LA）、花生四烯酸（AA）等，其中與魚(yú)油相關(guān)的DHA和EPA屬于ω-3多不飽和脂肪酸（ω-3PUFA），有降膽固醇、減肥及抗動(dòng)脈硬化等作用。研究發(fā)現(xiàn)，EPA等ω-3PUFA可減少白細(xì)胞的內(nèi)皮相互作用，抑制炎癥刺激物的產(chǎn)生，可通過(guò)抑制核因子NF-κB活性直接下調(diào)炎癥基因，并和PPARs通路的激活有關(guān)[14]。除ω-3PUFA外，近年來(lái)堅(jiān)果和油類(lèi)（例如紅花和玉米油）中ω-6 PUFA保護(hù)心血管的潛在機(jī)制也引起了研究者的關(guān)注。Würtz P等[15]對(duì)前瞻性隊(duì)列研究中冠心病患者的代謝物進(jìn)行分析鑒定發(fā)現(xiàn)了較高濃度的ω-6 PUFA與較低的冠心病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，且均通過(guò)抗炎機(jī)制發(fā)揮心臟保護(hù)作用。Steffen BT等[16]使用氣相色譜和酶聯(lián)免疫法分別檢測(cè)血漿ω-6 PUFA濃度以及IL-6、TNF-α、sICAM-1等炎癥內(nèi)皮活化指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)ω-6 PUFA有差異性相關(guān)：LA和AA與炎癥標(biāo)志物呈負(fù)相關(guān)；GLA（γ-亞麻酸）和DGLA（二高-γ-亞麻酸）則與炎癥和內(nèi)皮活化標(biāo)記正相關(guān)。而Li等[11]發(fā)現(xiàn)重度CHD患者的LA水平升高，且LA水平每增加一倍，CHD風(fēng)險(xiǎn)隨之增加6.13倍。

脂肪生成（DNL）是一種內(nèi)源性途徑，即碳水化合物和蛋白質(zhì)被轉(zhuǎn)化為脂肪酸。為了研究DNL產(chǎn)生的特定脂肪酸，包括棕櫚酸、棕櫚油酸，7-十六碳烯酸和順式-異油酸是否影響冠心病，Wu JH等[17]對(duì)2890例年齡≥65歲的受試者開(kāi)展社區(qū)前瞻性代謝組學(xué)研究，結(jié)果顯示異油酸和7-十六碳烯酸的循環(huán)濃度與冠心病風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，相比之下，棕櫚酸和棕櫚油酸與冠心病無(wú)明顯相關(guān)。棕櫚酸作為最豐富的飽和脂肪酸（SFA），Li等發(fā)現(xiàn)了其攝入量與CHD發(fā)展之間存在很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系[11]。

AA可被細(xì)胞色素CYP2J2酶代謝生成四種環(huán)氧二十碳三烯酸（EET）的同源異構(gòu)體，EET是一種內(nèi)生性脂質(zhì)環(huán)氧化合物，對(duì)心血管有多種保護(hù)作用。Oni-Orisan A等[18]的研究表明，阻塞性CAD的存在與較低的循環(huán)EET水平相關(guān)。EET作為不飽和脂肪酸的代謝產(chǎn)物，強(qiáng)大的抗炎特性可通過(guò)抑制NF-κB和IκB激酶的活性阻止白細(xì)胞黏附至血管壁，這一作用獨(dú)立于它的擴(kuò)血管作用；含有PUFA的磷脂是自由基誘導(dǎo)的脂質(zhì)過(guò)氧化（LPO）的主要靶標(biāo)，AA和LA被酯化為L(zhǎng)DL中的磷脂和膽固醇，隨后的氧化產(chǎn)物氧化磷脂（oxPLs）在動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程中起著重要的作用，含有PUFA的氧化磷脂成為冠心病的新型生物標(biāo)志物。Lu J等[19]研究發(fā)現(xiàn)含有PUFA的磷脂過(guò)氧化物可明顯區(qū)分冠心病患者和健康人的血漿代謝譜。

1.4 腸道微生物代謝物 近年來(lái)，飲食的“代謝過(guò)濾器”—腸道微生物成為冠心病研究的熱點(diǎn)，它不僅可以作為CHD診斷的潛在標(biāo)志物，還可以通過(guò)調(diào)整患者的腸道生態(tài)系統(tǒng)來(lái)開(kāi)發(fā)新的治療策略。TMAO已成為動(dòng)脈粥樣硬化疾病的公認(rèn)標(biāo)志物。Qiang F[20]等對(duì)冠心病患者的血、尿進(jìn)行代謝組學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)LysoPC和甘油磷酸膽堿可被腸道微生物酶復(fù)合物分解形成氣體TMA，隨后被肝臟黃素單加氧酶（FMO）有效地吸收代謝形成TMAO，從而促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。Wang Z[21]等開(kāi)展動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明膳食磷脂酰膽堿和其他含TMA的物質(zhì)（如甜菜堿）可增強(qiáng)小鼠動(dòng)脈粥樣硬化病變的發(fā)展。此外，Qiang F多次在CHD患者的血漿和尿液中鑒定出甘露醇，Spearman相關(guān)分析顯示，梭菌屬物種HGF2，鏈球菌屬物種M334和鏈球菌屬M(fèi)143在甘露醇代謝中發(fā)揮重要作用，甘露醇已被鑒定為CHD的新型生物標(biāo)志物。

2 代謝組學(xué)在冠心病痰瘀互結(jié)證中的研究

據(jù)冠心病患者中醫(yī)證候?qū)W特征統(tǒng)計(jì)，在34640例冠心病患者中，排在前2位的為：心血瘀阻5 202例，占 15．02%；痰阻心脈 4 671 例，占 13．48%[3]，代謝組學(xué)對(duì)其中醫(yī)證型的研究也多集中在這兩大證型。

2.1代謝組學(xué)在冠心病血瘀證中的研究 活血化瘀法是中醫(yī)學(xué)的重要組成部分，陳可冀院士繼承“瘀滯內(nèi)結(jié)之血為血瘀”等理論，賦予冠心病血瘀證內(nèi)涵，代謝組學(xué)的發(fā)展則為血瘀證客觀化診斷提供了新的分子靶標(biāo)。史琦等[22]對(duì)不穩(wěn)定心絞痛血瘀證患者的尿液進(jìn)行代謝組學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)檸檬酸、脯氨酸、異亮氨酸等（具體見(jiàn)表1）可能是血瘀證的特異標(biāo)志物，主要涉及糖類(lèi)、氨基酸以及能量代謝紊亂，并存在肝腎損害。血樣結(jié)果認(rèn)為含量均升高的肉堿、膽堿、丙酮等是心血瘀阻證患者的代謝產(chǎn)物，存在脂代謝加強(qiáng)、氨基酸代謝紊亂及腎功能損傷[23]。簡(jiǎn)維雄等[24]檢測(cè)冠心病患者心血瘀阻證、非心血瘀阻證及對(duì)照組的血漿代謝物，得到花生四烯酸、硬脂酸、乳酸等為冠心病心血瘀阻證的血漿代謝標(biāo)志物，與葡萄糖代謝、脂肪酸代謝紊亂密切相關(guān)。同理，對(duì)以上受試者的尿液進(jìn)行全面檢測(cè)得出結(jié)論：葡萄糖、甘油等為冠心病心血瘀阻證的尿液代謝標(biāo)志物[25]，主要存在脂肪酸分解加快、糖代謝異常和肝腎功能的損壞。鄭景輝、陳夏等采用KEGG分析信號(hào)通路、HMDB檢索相關(guān)的酶或轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白聯(lián)合metPA網(wǎng)絡(luò)軟件將代謝產(chǎn)物路徑可視化，得出糖酵解和糖異生、脂肪酸合成通路參與冠心病心血瘀阻證的形成[26]；尿液代謝組結(jié)果則主要涉及半乳糖代謝、酮體的合成和降解通路[27]。王勇等[28-30]通過(guò)放置Ameriod環(huán)制備慢性心肌缺血血瘀證和氣虛血瘀證小型豬模型，對(duì)兩種證型的小型豬血清內(nèi)源代謝物進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)檸檬酸、肌酸、γ－氨基丁酸等可作為血瘀證的生物標(biāo)志物，而氣虛血瘀證則涉及檸檬酸、硬脂酸、甘油等代謝物。魏星等[31]分析冠心病血瘀證組和非血瘀證組及健康人的血液代謝物，結(jié)果顯示健康對(duì)照組與冠心病患者、血瘀證組和非血瘀證組的血漿代謝物有明顯分離趨勢(shì)，其中膽固醇和木糖醇有望作為冠心病血瘀證的生物標(biāo)志物。華何與等人[32]對(duì)冠心病心絞痛心血瘀阻、氣滯血瘀、氣虛血瘀三種血瘀證患者的血漿進(jìn)行代謝組學(xué)分析，1HNMR代謝譜差異能在一定程度上區(qū)分氣虛血瘀證與其他血瘀證，檸檬酸、3-羥基丁酸、丙酮等代謝物含量降低，可作為氣虛血瘀證的生物標(biāo)志物。黃亞麗[33]總結(jié)了冠心病血瘀證與健康人樣本的可能差異代謝物共40個(gè)，代謝物主要集中在氨基酸、脂肪酸，涉及代謝通路主要包括能量代謝、氨基酸代謝、核苷酸代謝和脂質(zhì)代謝。

2.2 代謝組學(xué)在冠心病痰濁證中的研究 2017年8月，中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院病證研究中心的胡鏡清研究員在首屆中醫(yī)痰瘀互結(jié)證基礎(chǔ)與臨床學(xué)術(shù)研討會(huì)上發(fā)布了《冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病痰濕證臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)》[34]。除了血脂、CRP、Hcy等指標(biāo)，筆者試圖尋找新型生物標(biāo)志物作為冠心病痰濁證診斷的依據(jù)。張紅栓等[35]對(duì)冠心病痰濁證、血瘀證患者的血漿進(jìn)行研究，結(jié)果顯示低密度和極低密度脂蛋白、酮體、葡萄糖等含量均高于血瘀證組，表明痰濁證存在更嚴(yán)重的脂代謝和糖代謝紊亂，這與杜武勛等的研究結(jié)果相一致[36]。尿樣代謝組學(xué)結(jié)果顯示[37]，α-酮戊二酸、順式-烏頭酸、檸檬酸等為冠心病痰濁證的生物標(biāo)志物，表明冠心病痰濁證與TCA循環(huán)、脂肪酸代謝等密切相關(guān)。陳浩等[38]檢測(cè)健康組、氣虛血瘀證組和氣虛血瘀痰濁證組的血、尿內(nèi)源性代謝物，結(jié)果顯示馬尿酸、氨基葡萄糖、果糖胺、甘油三酯這四種物質(zhì)有可能成為痰濁證的生物標(biāo)志物。鹿小燕等[39]比較痰濁證和血瘀證患者的血清代謝組學(xué)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩組差異代謝物主要有蘋(píng)果酸、葡萄糖、甘氨酸以及不飽和脂肪酸等，其中ω-3PUFA系在痰濁組中降低，表明痰濁組具有更高的血脂水平和血液黏稠度。程鵬等[40]測(cè)定痰凝心脈證、心氣虛弱證的冠心病患者血清內(nèi)源性代謝物，分析顯示痰濁證絲氨酸、纈氨酸、2-羥基丙酸等顯著高于氣虛證組。Zhao L等[41]基于UPLC-Q-TOF/MS和多變量統(tǒng)計(jì)分析將健康者與冠心病痰證和瘀證患者的基礎(chǔ)代謝物主要區(qū)別開(kāi)來(lái)，主要涉及花生四烯酸代謝，氨基酸代謝和能量代謝等，其中17，20-二甲基前列腺素F1α、PGH 2-EA等可能成為痰濁證的生物標(biāo)志物。

綜上所述，冠心病血瘀證主要涉及葡萄糖代謝、脂肪酸代謝、TCA、氨基酸代謝、能量代謝、酮體的合成和降解以及肝腎功能的損害；痰濁證則存在更嚴(yán)重的脂代謝和糖代謝紊亂。盡管現(xiàn)如今對(duì)冠心病痰瘀互結(jié)證的代謝組學(xué)研究尚不完善，但從病因?qū)W的角度不難推測(cè)冠心病痰瘀互結(jié)證的代謝組學(xué)與糖脂代謝、能量代謝等相關(guān)。

表1 冠心病痰、瘀證的主要代謝標(biāo)志物研究

3 展望

代謝組學(xué)技術(shù)已成功應(yīng)用于冠心病研究領(lǐng)域，為冠心病的臨床診斷提供新的方法。但代謝組學(xué)研究的對(duì)象是體內(nèi)代謝物，這就容易受性別、年齡、飲食等環(huán)境因素的干擾，這些變化都會(huì)對(duì)結(jié)果的分析帶來(lái)困難。需要注意的是待測(cè)樣品的穩(wěn)定性、取樣至冷凍之間的時(shí)間里也可能會(huì)改變待測(cè)樣品的代謝物譜。因此，擴(kuò)大臨床試驗(yàn)的樣本量及匹配分析,必要時(shí)進(jìn)行隨機(jī)雙盲對(duì)照重復(fù)試驗(yàn)、驗(yàn)證結(jié)果。