方 芳，陳巖波，王艷麗，馬育軒，王偉明

(1.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040； 2.黑龍江省中醫(yī)藥科學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150036； 3.黑龍江護(hù)理高等?？茖W(xué)校，黑龍江 哈爾濱 150301)

代謝組學(xué)(Metabolomics)作為系統(tǒng)生物學(xué)的一部分，是運(yùn)用現(xiàn)代分析技術(shù)如核磁共振(NMR)、色譜、MS對(duì)內(nèi)源性和外源性代謝物進(jìn)行定性和定量分析，通過(guò)測(cè)定系統(tǒng)內(nèi)所含的所有代謝物如尿液、唾液、糞便等來(lái)分析代謝物變化規(guī)律的一門(mén)學(xué)科[1-2]。是系統(tǒng)生物學(xué)中繼基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)之后的又一重要分支，代謝組學(xué)的研究具有全局性和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)[3]，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)和生物學(xué)相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域，如疾病診斷、發(fā)病機(jī)制、作用機(jī)制、中醫(yī)藥科學(xué)現(xiàn)代化、藥物毒理及安全評(píng)價(jià)、植物、環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)衛(wèi)生等。

針灸學(xué)(Science ofacupuncture andmoxibustion)是以中醫(yī)理論為指導(dǎo)，研究經(jīng)絡(luò)、腧穴及刺灸方法，探討運(yùn)用針灸防治疾病規(guī)律的一門(mén)學(xué)科。針灸學(xué)作為中醫(yī)學(xué)的重要組成部分，屬于中醫(yī)領(lǐng)域重要的外治方法之一[4]，在整體觀念和辨證論治思想的指導(dǎo)下，其內(nèi)容包括經(jīng)絡(luò)、腧穴、針灸方法、臨床治療、針灸醫(yī)經(jīng)醫(yī)籍、實(shí)驗(yàn)針灸等。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認(rèn)為針灸具有疏通經(jīng)絡(luò)、調(diào)理陰陽(yáng)、扶正祛邪等作用[5-6]，且多途徑、多環(huán)節(jié)、多層次、多靶點(diǎn)的進(jìn)行整體調(diào)節(jié)[7]。針灸以人體五臟為中心、配以六腑，經(jīng)絡(luò)為聯(lián)系通路,腧穴為產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)的整體[8]，腧穴是臟腑氣血輸入與輸出的主要部位，也是針灸刺激人體的主要穴位。通過(guò)穴位刺激產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)，傳遞生物學(xué)信息進(jìn)而發(fā)揮作用。

1 針灸與代謝組學(xué)的內(nèi)在聯(lián)系

針灸在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程中的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存[9]，隨著針灸學(xué)的發(fā)展，用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段闡明針灸經(jīng)典理論的科學(xué)內(nèi)涵已成為傳統(tǒng)醫(yī)藥發(fā)展的重要方向。將代謝組學(xué)技術(shù)引入針灸學(xué)研究，并利用該技術(shù)對(duì)腦卒中、失眠、焦慮、功能性消化不良等針灸臨床常見(jiàn)疾病的針灸作用機(jī)制進(jìn)行初步探索，有利于揭示針灸療法臨床效應(yīng)機(jī)制。古代研究認(rèn)為針灸有疏通經(jīng)絡(luò)、扶正祛邪、調(diào)和陰陽(yáng)等作用，現(xiàn)代研究認(rèn)為針灸可通過(guò)“神經(jīng)-內(nèi)分泌- 免疫”系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能,即針灸通過(guò)對(duì)免疫細(xì)胞、免疫分子的調(diào)節(jié)以及“針灸-經(jīng)絡(luò)-神經(jīng)內(nèi)分泌免疫”網(wǎng)絡(luò)的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)防治疾病的目的?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為針灸防治疾病的機(jī)制是因?yàn)榻?jīng)絡(luò)與淋巴管、血管、神經(jīng)節(jié)段、中樞神經(jīng)等相關(guān)，治療后可以引起血液中某種活性物質(zhì)的轉(zhuǎn)變[10]，這種物質(zhì)的轉(zhuǎn)變可以通過(guò)代謝組學(xué)技術(shù)進(jìn)行定性或定量的評(píng)價(jià)。近些年國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行著大量的臨床、實(shí)驗(yàn)研究探索代謝組學(xué)與針灸的內(nèi)在聯(lián)系。針灸學(xué)作為中醫(yī)學(xué)的一個(gè)重要分支，遵循整體觀念和辨證論治思想，與代謝組學(xué)的整體觀、全局性和動(dòng)態(tài)性相吻合，那么運(yùn)用代謝組學(xué)技術(shù)研究針灸領(lǐng)域的疑難問(wèn)題,對(duì)全面、系統(tǒng)地揭示針灸學(xué)的科學(xué)內(nèi)涵、促進(jìn)針灸現(xiàn)代化具有重要意義。

2 代謝組學(xué)在針灸研究中的應(yīng)用

2.1 作用機(jī)制研究

針灸作為中醫(yī)的一種外治療法，具有操作簡(jiǎn)便、適應(yīng)證廣、療效顯著、經(jīng)濟(jì)安全等優(yōu)點(diǎn)，其歷史悠久，數(shù)千年來(lái)深受廣大患者的青睞，但其產(chǎn)生效應(yīng)的作用機(jī)制尚未明確，現(xiàn)代科學(xué)研究的方法和手段還不足以闡明針灸療法引起的機(jī)體生物學(xué)的效應(yīng)，在某種程度上阻礙了針灸現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程[11]。而代謝組學(xué)技術(shù)正好與針灸治療的多指標(biāo)、多途徑、多靶點(diǎn)的研究相吻合，可以為闡釋針灸效應(yīng)規(guī)律和生物學(xué)基礎(chǔ)提供有價(jià)值的信息。

陳茜等[12]采用“標(biāo)本配穴”電針?lè)ㄑ芯科鋵?duì)慢性心肌缺血大鼠的心電保護(hù)作用及代謝組學(xué)的影響，通過(guò)核磁共振質(zhì)譜技術(shù)檢測(cè)相關(guān)代謝物信息，利用偏最小二乘分析法分析大鼠血清的差異生物標(biāo)記物和代謝組學(xué)的特點(diǎn)。結(jié)果篩選出代謝差異生物標(biāo)記物葡萄糖、乳酸、肌酸、乙酸、3-羥基丁酸。通過(guò)代謝通路分析，“標(biāo)本配穴”電針?lè)乐未笫笮募∪毖淖饔脵C(jī)制主要通過(guò)對(duì)糖、脂代謝及能量代謝的調(diào)控實(shí)現(xiàn)的。田鴻芳[13]采用隔藥灸臍針三陰交法和隔藥灸臍法治療原發(fā)性痛經(jīng)，取尿液樣本通過(guò)液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)技術(shù)進(jìn)行代謝組學(xué)分析，結(jié)果顯示，隔藥灸臍針三陰交法和隔藥灸臍法治療原發(fā)性痛經(jīng)的代謝組學(xué)機(jī)制主要是通過(guò)調(diào)整患者機(jī)體生殖內(nèi)分泌激素水平，改善患者的神經(jīng)和免疫通路，進(jìn)而減輕痛經(jīng)的疼痛程度，且隔藥灸臍針三陰交法較隔藥灸臍法更為有效。佘暢[14]應(yīng)用核磁共振氫譜技術(shù)觀察艾灸與針刺對(duì)慢性萎縮性胃炎大鼠胃組織代謝的影響，從代謝組學(xué)角度探討艾灸與針刺治療慢性萎縮性胃炎的靶器官及效應(yīng)響應(yīng)機(jī)制的差異。結(jié)果提示，艾灸可促進(jìn)慢性萎縮性胃炎大鼠胃黏膜的修復(fù)和免疫力的提高。同時(shí)，艾灸和針刺均可提高慢性萎縮性胃炎大鼠胃組織中EGF、TGF-α、PGE2 的含量，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 經(jīng)穴效應(yīng)特異性研究

經(jīng)絡(luò)與腧穴是針灸產(chǎn)生臨床效應(yīng)的核心和關(guān)鍵物質(zhì)基礎(chǔ)，應(yīng)用代謝組學(xué)技術(shù)進(jìn)行經(jīng)穴效應(yīng)特異性研究已成為針灸現(xiàn)代化、國(guó)際化研究最重要的發(fā)展方向和熱點(diǎn)領(lǐng)域[15]。國(guó)內(nèi)學(xué)者利用代謝組學(xué)技術(shù)在針灸經(jīng)穴效應(yīng)特異性研究方面進(jìn)行了初步探索。

于正[16]采用辨證循經(jīng)的方法針刺治療原發(fā)性高血壓患者，收集血漿標(biāo)本，運(yùn)用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜多反應(yīng)監(jiān)測(cè)技術(shù)檢測(cè)，比較治療前后患者血漿內(nèi)靶向代謝小分子的含量變化，從代謝組學(xué)角度探討循經(jīng)取穴降壓的作用機(jī)理，研究循經(jīng)取穴對(duì)關(guān)鍵代謝物的調(diào)控效應(yīng)。結(jié)果顯示，針刺后改變的小分子主要是蘇氨酸、色氨酸、尿素、蔗糖、肌醇等，說(shuō)明循經(jīng)取穴治療原發(fā)性高血壓主要通過(guò)調(diào)控能量代謝實(shí)現(xiàn)的。

鐘歡[17]采用艾灸與針刺對(duì)正常生理狀態(tài)及慢性萎縮性胃炎大鼠局部穴區(qū)進(jìn)行治療，利用核磁共振氫譜技術(shù)檢測(cè)局部穴區(qū)組織中代謝物的變化，通過(guò)PCA、PLS-DA、OPLS-DA等分析方法對(duì)局部穴區(qū)組織進(jìn)行代謝組學(xué)分析和差異代謝物篩選。結(jié)果艾灸與針刺兩種治療方式對(duì)“足三里”穴區(qū)組織代謝產(chǎn)生了不同的影響，艾灸主要影響“足三里”穴區(qū)組織的能量代謝、核酸代謝、?；撬岽x、磷酸膽堿代謝、糖酵解;針刺主要影響“足三里”穴區(qū)組織的能量代謝、氨基酸代謝、核酸代謝和糖酵解;艾灸主要調(diào)節(jié)慢性萎縮性胃炎大鼠局部穴區(qū)組織紊亂的神經(jīng)遞質(zhì)，對(duì)能量代謝也起到了調(diào)節(jié)作用；針刺主要調(diào)節(jié)慢性萎縮性胃炎大鼠局部穴區(qū)組織神經(jīng)遞質(zhì)的代謝紊亂狀態(tài)。該研究更加明確艾灸與針刺對(duì)皮膚的作用機(jī)制差異。陳美琳等[18]采用核磁共振氫譜技術(shù)觀察電針“內(nèi)關(guān)”穴預(yù)處理對(duì)心肌缺血再灌注損傷模型大鼠血清代謝物及其代謝通路的影響，分析電針預(yù)處理對(duì)心肌缺血再灌注損傷模型大鼠預(yù)保護(hù)作用的代謝機(jī)制。具體方法是收集各組大鼠的血清為生物樣本，利用核磁共振氫譜技術(shù)檢測(cè)代謝產(chǎn)物，并通過(guò)偏最小二乘法進(jìn)行模式識(shí)別。結(jié)果電針“內(nèi)關(guān)”穴預(yù)處理通過(guò)調(diào)節(jié)糖代謝、氨基酸代謝、酮體代謝、丙酮酸代謝、能量代謝等途徑對(duì)心肌缺血再灌注損傷模型大鼠起到保護(hù)作用。郭玲玲[19]運(yùn)用一維氫譜核磁共振技術(shù)研究SAMP8小鼠血漿、肝腎組織代謝產(chǎn)物譜圖的代謝輪廓變化，觀察電針“百會(huì)”穴、“涌泉”穴進(jìn)行干預(yù)后對(duì)小鼠血漿和肝腎組織的代謝輪廓是否有調(diào)整以及對(duì)小鼠血漿、肝腎組織代謝產(chǎn)物的影響。結(jié)果提示電針“百會(huì)”穴、“涌泉”穴對(duì)血漿代謝輪廓的影響主要是通過(guò)對(duì)-CH3的調(diào)節(jié)產(chǎn)生的，對(duì)肝組織代謝輪廓的影響主要是通過(guò)對(duì)葡萄糖的調(diào)節(jié)產(chǎn)生的，對(duì)腎組織代謝輪廓的影響主要是通過(guò)對(duì)磷脂膽堿和不飽和脂肪酸的調(diào)節(jié)產(chǎn)生的。

3 討論

3.1 代謝組學(xué)和針灸結(jié)合研究的局限性

代謝組學(xué)為針灸的進(jìn)一步發(fā)展開(kāi)拓了新的思路，但仍具有一定的局限性。首先，代謝組學(xué)的研究技術(shù)方法不同，每種方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，如代謝組學(xué)引入針灸的早期研究中大多采用NMR技術(shù),但NMR技術(shù)的缺點(diǎn)是檢測(cè)靈敏度較低，很難同時(shí)檢測(cè)到生物系統(tǒng)中高通量差異較大的代謝產(chǎn)物[20]。近年來(lái)，LC-MS技術(shù)在針灸的研究中頗多，但其缺點(diǎn)是樣本的預(yù)處理比較復(fù)雜，分析成本較高[21]。而氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)技術(shù)的缺點(diǎn)是只適用于易揮發(fā)且穩(wěn)定性差的樣本[22-24]。所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的代謝技術(shù)。其次，不同代謝產(chǎn)物對(duì)最終結(jié)果也可能產(chǎn)生一定的差異，如選擇血漿、血清、尿液、腦脊液不同的代謝產(chǎn)物對(duì)分析結(jié)果可能會(huì)產(chǎn)生一定影響，因代謝產(chǎn)物干擾因素不可控，如患者個(gè)體差異較大，這些外在因素均會(huì)影響結(jié)果的分析。因此，要求研究者更好的理解和掌握代謝組學(xué)、針灸技術(shù)，發(fā)揮二者的優(yōu)勢(shì)，從代謝組學(xué)角度深入探索針灸作用的特點(diǎn)和規(guī)律，如何將兩者有效的結(jié)合還需要進(jìn)一步探索。相信隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，針灸與代謝組學(xué)的有效結(jié)合，將會(huì)對(duì)針灸的現(xiàn)代化研究帶來(lái)新的突破和嶄新的未來(lái)。

3.2 展望

綜上所述，通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)資料的查閱，采用代謝組學(xué)技術(shù)對(duì)針灸臨床效應(yīng)機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn)，不同的針灸療法產(chǎn)生臨床療效的代謝機(jī)制大多是通過(guò)調(diào)節(jié)某些代謝通路如能量代謝、核酸代謝、?；撬岽x、磷酸膽堿代謝等達(dá)到治療目的。針灸作為一種中醫(yī)外治療法，遵循中醫(yī)理論，整體性調(diào)節(jié)為其最本質(zhì)的內(nèi)容。而代謝組學(xué)也是通過(guò)對(duì)代謝產(chǎn)物的檢測(cè)來(lái)反映機(jī)體的整體狀況。同時(shí)針灸可以通過(guò)單穴、多穴刺激對(duì)機(jī)體進(jìn)行調(diào)節(jié)，代謝組學(xué)也可以通過(guò)檢測(cè)不同的代謝產(chǎn)物反映機(jī)體的狀況。將二者有機(jī)結(jié)合，在系統(tǒng)生物學(xué)背景下的高通量代謝組學(xué)可以識(shí)別針灸產(chǎn)生臨床效應(yīng)的潛在作用機(jī)制。因此，將代謝組學(xué)應(yīng)用到針灸研究領(lǐng)域, 探索針灸治療疾病更為有效的療法及其效應(yīng)機(jī)制，對(duì)推進(jìn)針灸研究的國(guó)際化起到積極作用, 對(duì)促進(jìn)針灸理論研究與臨床研究的深入發(fā)展具有一定的科學(xué)意義。