中醫治療類風濕性關節炎代謝組學研究范文

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摘要:類風濕性關節炎(RA)是一種慢性全身性自身免疫性疾病,以慢性對稱性多關節炎為特點,導致關節軟骨及骨質破壞,最終導致關節畸形和功能障礙。中醫治療類風濕性關節炎有確切療效,且有長期治療副作用小的優勢。代謝組學為系統生物學的重要組成部分,其整體性、動態性的特點與中醫相契合,為RA的中醫藥治療研究提供了新思路。綜合代謝組學在類風濕性關節炎的中醫辨證分型、中藥治療及針灸治療方面的研究進展,對代謝組學在中醫治療類風濕性關節炎中的應用進行初步思考,以期對后續研究及治療提供依據。

關鍵詞:類風濕性關節炎;代謝組學;中醫治療;綜述類

風濕關節炎(rheumatoidarthritis,RA)是一種以慢性、對稱性、周圍性多關節炎性病變為主要特征的自身免疫性疾病。臨床表現主要為關節疼痛、腫脹等,引起多關節滑膜炎病變,最終導致關節畸形和功能障礙,致殘率非常高。發達國家的患病率為0.5%~1%,在我國發病率也已達到0.32%~0.36%。該病發病率女性明顯高于男性[1],男女發病比率約為1∶3。目前普遍認為RA的發生與遺傳因素、環境因素和免疫功能失調等各種因素綜合作用有關。由于RA的病因和發病機制尚不明確,對RA的治療現以西藥控制為主,并沒有根治的辦法。而治療RA的西藥多有毒副作用,長期使用患者難以耐受。因此,運用中醫方法治療RA顯示出獨特優勢。代謝組學(metabonomics)[2-3]是一種全新的組學技術,是繼基因組學、轉錄組學和蛋白質組學之后,系統生物學的又一個重要組成部分。代謝組學通過監測機體代謝產物的變化,研究代謝產物變化規律,分析機體物質及功能變化,揭示機體生命活動的代謝本質和藥物作用機制。因其具有整體性、動態性、即時性的特點,與中醫強調的整體觀、恒動觀相一致。近年來,從代謝組學角度研究中醫藥成為了新的熱點。因此,本文就中醫辨證、中藥治療、針灸治療方面對代謝組學在類風濕性關節炎中的應用進行了探討。

1RA的辨證與代謝組學

整體觀和辨證論治為中醫治療疾病的指導思想。與西醫不同,中醫治療疾病不是通過疾病的特定靶點治療,而是通過對機體整體功能的調節,使身體系統恢復原本的平衡狀態,讓機體本身抗擊疾病[4]。中醫證候是中醫辨證論治的體現,是通過綜合一系列癥狀、體征等證候,對病因、病性、病勢等疾病本質的高度概括[5]。代謝組學通過研究機體代謝產物的變化,表達機體的功能狀態,其多層次、多靶點及整體性、動態性,與中醫證候對疾病的整體把握具有同一性[6]。寒熱辨證是中醫辨證的基本綱領之一。目前對RA的證候分型研究,主要是寒熱分證論治[7]。對RA寒熱證型研究發現,RA寒熱證候之間存在代謝物譜差異。在熱證中,以下6個潛在生物標記物可見于熱證上調,分別是3-氧-丙酸(3-Oxypropanoicaeid)、L-脯氨酸(L-Proline)、尿素(ure-a)、5-氧-脯氨酸(5-Oxo-proline)、核糖醇(Ribito)、纖維醇(Inositol)[8]。與寒證患者相比,從生物標記物的檢索分析中顯示,熱證患者機體存在更多的膠原分解;從介導細胞凋亡情況來看,熱證患者中以Caspase-8介導的細胞凋亡較為明顯[9];在眾多代謝物中,熱證患者血清中甘氨鵝脫氧膽酸鈉、脯氨酸、飽和卵磷脂、單一不飽和卵磷脂含量增高,而尿素、游離脂肪酸、多元未飽和卵磷脂含量偏低[10];從代謝物多元分析中得出,熱證患者的硫酸脫氫表雄酮的表達偏高[11],提示其存在下丘腦-垂體-腎上腺軸的功能抑制。在寒證中,寒證上調的潛在生物標記物為L-亮氨酸(L-leu-cine)[8],提示寒證患者機體蛋白質合成大于蛋白質分解;在寒證患者中,通過Nrf2通路以抑制細胞凋亡[9];代謝物多元分析中,寒證病人的11-肉毒堿高于熱證患者[11],提示肌肉分解增高。綜上所述,RA的寒熱證候存在特定的網絡模式,從代謝組學研究RA的寒熱證候有多種不同的生物標記物和代謝指標,這些指標關系復雜,常成組合出現,也與中醫證候的實質并非單一因素作用的結果,具有復雜性的特征相契合。而各種證候與代謝指標之間相關聯的代謝物眾多,其內在聯系還需進一步研究。

2中藥對RA的影響與代謝組學

中藥復方以中醫辨證論治為指導,是中醫臨床用藥的主要形式。中藥復方由于藥味較多,不同配伍之間存在復雜的作用。代謝組學具有非破壞性、整體性、動態性等特點,可以系統研究代謝網絡的整體性和動態性變化,適合研究中藥復方不同配伍引起的內源性代謝物的變化,通過檢測體液的代謝物和分析引起代謝譜變化的原因,可以評價中藥復方不同配伍對機體的生物效應,從而闡釋中藥復方配伍規律,指導臨床合理用藥[12]。研究發現[13],在RA活動期具有“熱證”表現時應用清熱解毒的治法,既能緩解關節炎癥癥狀,又能使ESR、CRP等炎性細胞因子下降或正常。通過骨代謝研究發現,清熱解毒方藥可以降低骨代謝指標BAP和TRACPSb,表明清熱解毒方藥在改善癥狀、降低炎癥指標的同時,具有抑制RA骨吸收的作用。在黃連解毒湯的研究中,趙玲等[14]采用全面代謝輪廓分析,從血漿和尿液中分析出48個異常代謝標志物,其中有19個RA的代謝產物被逆轉,發現黃連解毒湯是通過調控苯丙氨酸、色氨酸、不飽和脂肪酸等氨基酸的代謝,抑制體內氧化應激反應從而治療RA。還有研究[15]發現,黃連解毒湯可通過重新調整體內紊亂的代謝通路,逆轉RA的病理性進展,發現黃連解毒湯可調控一些潛在標志物如檸檬酸、琥珀酸、泛酸、尿苷、脯氨酸、苯丙氨酸等,使之恢復正常水平。其中,檸檬酸、琥珀酸、泛酸、尿苷、脯氨酸與能量代謝相關,同時有抗氧化作用,通過影響檸檬酸循環來調整炎性反應狀態下的軟骨細胞的代謝水平,降低炎性細胞對軟骨和骨質的損傷,改善RA的癥狀。除黃連解毒湯外,有研究[16]發現四妙丸通過降低一些支鏈氨基酸水平來減輕RA大鼠關節炎癥狀。除中藥復方以外,有研究[17]發現復方祖師麻片治療RA是主要通過上調苯丙氨酸、肉豆蔻酸和與脂類-溶血磷脂酰膽堿(LPC),并使N1-甲基-4-吡啶酮-3-甲酰胺、乙酰肉堿、脫氧胞苷和6種溶血卵磷脂膽堿的濃度下調,使RA大鼠的內源性代謝物的水平得到改善。還有研究[18]發現云南白藥通過調節成骨細胞中的花生四烯酸(AA)代謝來治療RA。綜上所述,目前對中藥治療RA的研究主要集中在熱證,從代謝組學分析中得出中藥對RA的治療作用涉及多種代謝途徑,其中主要與氨基酸代謝和能量代謝有關。而中藥復方化學成分復雜,即使是單一中藥也有多種化學成分,故中藥研究仍具有很大難度,用代謝組學方法分析中藥對RA的治療既是難點,也是新的突破口。

3針灸對RA的影響與代謝組學

針灸是中醫治療的一個重要組成部分,針灸能夠抗炎、消腫、止痛,對RA有較好的臨床療效。針灸治療疾病的作用機制一直是熱點、難點。大量研究表明,針灸治療對機體所產生的作用是多靶點、多途徑、多層次的整體性調節。而代謝組學技術使過去對單一生物標志物的尋找轉向到尋找一個特異的代謝標志物群,通過檢測樣本中所有代謝物的信息,尋找機體代謝規律,這與針灸治療疾病作用特點相一致[19]。有研究[20-22]通過對不同針刺手法下RA模型家兔尿液代謝物進行分析,得出不同針刺手法均可調控RA家兔體內亮氨酸代謝(能量代謝)、嘌呤代謝(氧化損傷)、色氨酸代謝(免疫調控)通路,而熱補針法與平補平瀉、捻轉補法相比,在調控亮氨酸代謝方面有明顯優勢。從家兔血清代謝物進行分析,得出不同針法均可調節RA家兔體內異常的氨基酸、脂肪酸、三羧酸循環以及糖類代謝,而在調控三羧酸循環與糖代謝方面,熱補針法均明顯優于平補平瀉法、捻轉補法。有研究[23]通過1H-NMR代謝組學檢測技術,發現電針后佐劑關節炎大鼠血漿中N-乙酞糖蛋白、谷氨酞胺/谷氨酸水平增高。電針能夠較好地改善AA大鼠足腫脹及疼痛癥狀,可能與氨基酸代謝中谷氨酸(Glu)的代謝有關。也有研究[24]通過分析艾灸治療RA的抗炎免疫作用,發現艾灸“腎俞”“足三里”穴能減輕炎癥時一氧化氮(NO)的過量產生和釋放,從而減少自由基的過量產生和釋放,減輕細胞的損傷和毒性作用,起到了消炎、抗氧化和細胞保護作用。還有研究[25]通過觀察艾灸對RA模型大鼠尿液中代謝產物的變化分析,發現艾灸可調控RA異常的氨基酸代謝、嘧啶代謝、脂質代謝通路。而艾灸的特異性主要表現在調控氨基酸代謝方面。綜上所述,同中藥作用相似,針灸對RA的作用機制也與氨基酸代謝、能量代謝以及糖代謝相關。針灸通過調控多種代謝途徑,一方面刺激多種細胞因子,另一方面刺激免疫調控。從代謝組學角度可以更加深入了解針灸治療RA的作用機制,但其中代謝產物眾多,找出具體關鍵代謝產物仍需進一步研究。

4結語

類風濕性關節炎為中醫“痹病”的一種,又稱“歷節風”“尪痹”等。中醫認為正氣不足為本病的內在基礎,風寒濕熱等外邪入侵為本病的外在因素。其病位在筋骨,累及肝、脾、腎,病性為本虛標實,虛實夾雜[26]。大量研究已證實運用中藥、針灸等方法治療RA有確切療效,且長期治療副作用較小。由于中醫治療方法的物質基礎和作用機制十分復雜,使中醫治療的作用機制成為中醫藥研究與中醫藥現代化進程中的“瓶頸”。而代謝組學本身具有整體性的特點與中醫治療方法相契合,為RA的辨證及中醫藥研究與發展提供了新思路。目前研究發現,中藥及針灸治療RA主要與各種氨基酸代謝、能量代謝及糖代謝有關。通過對各種代謝的調控,刺激細胞因子以及免疫調控,可能為中醫治療RA的潛在機制。但由于代謝組學本身具有復雜性,如分析技術尚不成熟、非實驗性因素干擾太大、相關代謝物眾多等因素,使得實驗結果會有偏差,因此仍需進一步研究。相信隨著代謝組學技術不斷發展和完善,其將會在中醫藥現代研究中發揮更大作用。

作者：代靜楊 武平 廖晨希 周旻慶 唐玉芝 王越月 單位：成都中醫藥大學