代谢组学在中青年高血压病中医证型分析中的应用

2016-01-25高晓丽陈金水

中西医结合心脑血管病杂志 2016年1期

关键词：中青年中医证型代谢组学

高晓丽，陈金水

·综述与进展·

代谢组学在中青年高血压病中医证型分析中的应用

高晓丽1，陈金水2

1．福建医科大学中西医结合2012级研究生(福州 350005)；2．福建医科大学附属第一医院

摘要：代谢组学是研究细胞和生物体的所有代谢中间体和终产物(即代谢组)的一门新兴科学，综合反应人体现阶段所处的状态，与中医学的整体观相符。相关研究发现健康人与不同证型高血压病病人间存在代谢组学差异。本研究就近年来中青年高血压病中医证型的代谢组学研究情况进行阐述。

关键词：高血压；代谢组学；中青年；中医证型

1代谢组学的定义

代谢组学是通过考察生物体系(细胞、组织或生物体)受刺激或扰动后(如将某个特定的基因变异或环境变化后)，其代谢产物的变化或其随时间的变化，来研究生物体系的一门科学[1]。由于代谢网络处于基因调控网络、信号转导网络和蛋白质互作网络的下游，因此代谢组学研究能反映基因组，转录组和蛋白质组受内外环境影响后相互协调的最终结果。目前，其在疾病研究、中医药现代化研究、药物研发、植物代谢组学以及微生物代谢组学中起着重要的作用。因代谢组学撇去了生物体应对内在或外来的种种刺激所产生的复杂改变过程，仅仅分析检测研究最终的代谢产物，故其能最直接的反映生物体当下所处的功能状态，相较于基因组学及蛋白质组学有更好的确定性。

2代谢组学的研究方法

代谢组学研究方法一般包括样品类型的选择、样品采集和样品处理、代谢物的提取、数据的采集和数据规范化。其中样品的类型包括血液、尿液、组织，甚至原代细胞[2]。在进行样品预处理后，通过各种分析手段对样品中的代谢产物进行全面的分析，目前常用的分析手段包括气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)、液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)、磁共振(NMR)以及毛细管电泳-质谱联用技术(CE-MS)。最后应用相应的化学计量学方法，对所得到的大量多维的数据进行分析，最终筛选出有意义的代谢产物(群)，从而达到相应的研究目的。

3中青年高血压

3．1中青年高血压的定义我国年龄分段中，青年为18岁～40岁，中年为41岁～65岁[3]。高血压定义为在未使用降压药物的情况下，非同日3次测量血压，收缩压(SBP)≥140 mmHg和(或)舒张压(DBP)≥90 mmHg。SBP≥140 mmHg和DBP<90 mmHg为单纯性收缩期高血压。病人既往有高血压史，目前正在使用降压药物，血压虽然低于140/90 mmHg，也诊断为高血压[4]。年龄为 18岁～65岁符合高血压诊断标准的人群即可诊断为中青年高血压。

3．2中青年高血压的特点中青年高血压以早发的原发性高血压为主，主要表现为舒张压增高，收缩压轻度升高或正常，脉压小。这是因为中青年人大动脉弹性好，能缓解动脉壁压力，故收缩压升高不明显，而外周阻力未减轻，舒张压升高明显[5]。且中青年高血压无临床症状，临界高血压为多，体检发现高血压者和无症状高血压病人比例也都偏高。当前随着社会发展，中青年人普遍存在工作压力过大、劳动时间过长、精神紧张等因素，血压变化可无明显规律[6]。生活方式无规律、过量吸烟、酗酒、高盐高脂饮食、遗传因素等可能是中青年人高血压的重要危险因素[7]。流行病学调查显示我国高血压病人总体的知晓率、治疗率和控制率较低[8]。相关研究表明[9]，服药依从性差、不健康生活方式、对疾病认识不足成为中青年高血压病人血压控制不良的前三位因素。

3．3中青年高血压病的中医证型分布我国传统医学中并无“高血压病”这一病名，而是根据高血压病的主要症状诊为“眩晕”“头痛”等。根据卫生部2002年《中药新药高血压病临床研究指导原则》[10]，将高血压病分为肝火亢盛、阴虚阳亢、痰湿壅盛和阴阳两虚四种证型。陈文鑫[11]通过相关研究提出在年龄分布中，肝火亢盛组主要分布在55岁以内的年龄段，阴虚阳亢组以56岁～75岁年龄段为多，痰湿壅盛组以46岁～65岁年龄段为多，阴阳两虚组以66岁以上年龄段分布最多，55岁以内年龄段分布较少。刘陟[12]收集200例原发性高血压病人进行相关研究发现，中医证型以阴虚阳亢证、痰湿壅盛证、肝火亢盛证多见，男性以痰湿壅盛证为主，女性以阴虚阳亢证为主；并且年龄偏低及新发病病人以肝火亢盛证、痰湿壅盛证主；其中有饮酒习惯、缺乏体力活动、肥胖、低密度脂蛋白(LDL)升高、年龄<55岁为痰湿壅盛证可能性大。

4高血压病中医证型的代谢组学研究

“证”是辨证论治的起点和核心，由于证的整体性、动态性和异病同证、同病异证等特征，不可能用单一指标作定性、定量、定位的说明。随着系统生物学时代的来临，代谢组学正具备反映和解决这些问题的“组”“群”“谱”集成的分析功能。代谢组学在中医证候研究中的作用，为我们寻找高血压病中医证型的实质和内涵提供了一个探索的平台。

近年来，随着代谢组学的不断发展，越来越多的学者在高血压病证型研究中采用了代谢组学的方法。陆益红等[13]应用GC/MS技术测定健康人及原发性高血压病人血清内源性代谢物，并用主成分分析、偏最小乘方分析和马氏距离(MD)分析他们的代谢谱。研究结果发现健康人与高血压病病人血清代谢谱有明显差异，能够被区分开，但PCA和P-DA不能将中医高血压病的三型(肝火亢盛、痰湿壅盛、阴虚阳亢)完全分开。利用MD不仅可以清晰地区分上述三种类型的高血压病，同时还显示高血压病的发展过程。虽然目前许多研究未明确界定研究对象的年龄段，但根据我国对中青年年龄段的划分，以下研究对象的年龄段大部分落于中青年人年龄区间内。

蒋海强等[14]应用GC/MS技术测定健康志愿者，年龄36岁～69岁(56．41岁±7．85岁)，及高血压病肝阳上亢证病人，年龄34岁～71岁(57．22岁±8．76岁)尿液代谢物谱，并用主成分分析、偏最小乘方分析。研究结果发现，受检测的高血压病肝阳上亢证病人和健康志愿者的尿液GC-MS谱数据可以明显分开，与健康志愿者作比较，病人机体相关代谢发生显著变化，体内硬脂酸、肌醇、D-果糖、邻苯二甲酸代谢明显异于健康志愿者。董海琪[15]应用GC/TOF-MS技术(气相色谱/飞行时间质谱联用技术)检测35岁～60岁的健康男性及高血压病痰湿壅盛证男性病人血清代谢物谱，并用主成分分析分析。研究发现运用代谢组学的研究方法可以成功区分高血压病痰湿壅盛组和正常对照组；初步得出来了高血压病痰湿壅盛组的代谢组学生物标志物群：尿素氮、肌酐、尿酸、谷氨酸、缬氨酸、γ-生酚、单十六醛丙三醇、β-右旋-吡喃(型)葡萄糖。朱嘉等[16]应用GC/TOF-MS技术检测30岁～60岁的健康男性及高血压病阴虚阳亢证男性病人血清进行代谢物谱，并用主成分分析方法进行全谱代谢组学分析。研究发现代谢产物主成分的解释率不高，预测度低，但主成分得分图表明两组样本在主要组成成分上存在显著差异，荷载图则显示两组之间存在有显著差异的化合物。其中能鉴定出的化合物有：草酸、丁酸、缬氨酸、尿素、磷酸盐、苏氨酸、天冬氨酸、肌酸酐、鸟氨酸、硬脂酸、十六烷酸、单软脂酸甘油酯、γ-生育酚、胆固醇。最终得出结论：代谢组学方法能够区分正常组与高血压病阴虚阳亢证组。高扬等[17]应用GC/MS技术检测18岁～60岁的健康男性对照组及高血压病肝火亢盛证男性病人的血清样品的代谢物谱，并用主成分分析(PCA)分析方法进行全谱代谢组学分析。发现原发性高血压肝火亢盛证病人血清代谢标志物群中：尿酸、尿素、棕榈酸、油酸、蛋氨酸、柠檬酸盐、亮氨酸、脯氨酸、胆固醇、硬脂酸、乳酸表达增高；甘油酸盐、丙氨酸、肉豆蔻酸、亚油酸、花生四烯酸、门冬氨酸表达降低。杨传华等[18]应用高效液相色谱飞行时间质谱联用技术检测18岁～60岁健康对照组、高血压病肝阳上亢证组及阴阳两虚组的血浆样品的代谢物谱，并用主成分分析(PCA)分析方法进行全谱代谢组学分析。研究发现肝阳上亢证组雌二醇、白三烯、葡萄糖神经酰胺、神经酰胺相对增多，而阴阳两虚证组中甘油三酯和甘油二酯相对增多。从而得出结论：液质联用技术能初步区分并阐释高血压病肝阳上亢证及阴阳两虚证不同的代谢模式。以上研究用代谢组学方法分析了中青年高血压病四种证型病人的代谢图谱，均得出了各自的具有差异性的代谢产物组，继而得出运用代谢组学技术能够区分不同的证型及健康对照组。

若高血压病病人相对于健康人而言出现了代谢产物的差异，那经过药物治疗后哪些代谢物会受到影响呢？有学者对西药降压治疗后的代谢产物进行了研究，王言哲[19]应用GC/TOF-MS技术检测30岁～60岁健康人群、高血压病肝火亢盛证组、高血压病痰湿壅盛证组、治疗后组血清样品的代谢物谱，并用主成分分析(PCA)方法进行全谱代谢组学分析。研究发现肝火亢盛组、痰湿壅盛组与健康人群对照组间，代谢谱存在明显差异；肝火亢盛组与痰湿壅盛组之间的代谢谱亦存在一定差异，两组间有显著性差异的化合物为苯丙氨酸、谷氨酸(P<0．05)。并初步得出受降压药物影响较为显著的代谢物质有果糖、苯丙氨酸、亚油酸。黄丹[20]应用GC/TOF-MS技术检测30岁～65岁健康男性对照组及长期口服硝苯地平控释片、非洛地平缓释片的高血压病四种证型的男性病人血清样品代谢物谱，并用主成分分析(PCA)、偏最小乘方分析(P-DA)分析方法进行全谱代谢组学分析。研究发现高血压病肝火亢盛证、痰湿壅盛证、阴虚阳亢证病人与健康人群对照组间，代谢谱存在明显差异，运用药物代谢组学的研究方法可以成功区分高血压病肝火亢盛证、痰湿壅盛证、阴虚阳亢证病人和正常对照组。与降压药物硝苯地平控释片敏感性相关的生物标志物群有苏酸、甘油酸、甘氨酸、尿素、磷酸、油酞胺，与非洛地平缓释片敏感性相关的生物标志物群有葡萄糖、鸟氨酸、尿素。

近年来也有学者进行中药治疗高血压病的代谢组学研究，冯玄超[21]应用磁共振质谱仪检测33例辨证为痰热壅盛证的青年原发性高血压病人及12名体检正常的青年男性志愿者的血清样品代谢物谱，并用主成分分析(PCA)、偏最小乘方分析(PLS-DA)分析方法进行全谱代谢组学分析。研究得出，青年原发性高血压痰热壅盛证病人体内存在物质代谢紊乱的情况，清热化痰汤可有效改善青年原发性高血压痰热壅盛证病人代谢紊乱的情况，主要表现在：可适当升高血清中葡萄糖、乳酸、柠檬酸、高密度脂蛋白、磷脂酰胆碱、胆碱/磷酸胆碱、胆碱磷酸、3-羟基丁酸、丙氨酸、谷氨酸盐的含量，降低低密度/极低密度脂蛋白、脂类、不饱和脂肪酸、N-乙酰糖蛋白、0-乙酰糖蛋白的含量。

以上学者应用代谢组学的方法，对中青年高血压病病人血清或尿液的代谢产物进行了研究，最终得出了每种证型相关的生物标志物群及相应药物治疗后的代谢物的变化，从小分子水平揭示了不同证型的中青年高血压病病人以及不同药物治疗后的高血压病病人血液或尿液样本中代谢产物的变化，最终证明用代谢组学的方法在一定程度上可以区分中青年高血压病的不同证型及明确药物对代谢产物的影响。

5小结与展望

中青年高血压病病人作为我国一个日渐庞大的群体，对于中药治疗高血压病有着良好的效果。辨证论治作为中医理论的精髓，强调了明确证型是治疗疾病的前提，但祖国医学对“辨证”存在着较大的主观性，代谢组学这一新兴学科出现，中医学证候研究不谋而合，且运用相应的检测手段使主观性的“辨证”客观化、量化，同时其通过对不同证型的代谢产物的检测，逐渐形成各个证型特有的代谢物图谱，使每个证型具有同人类的“指纹”一样唯一的标识，为疾病的辨证提供了科学依据，使中西医结合的进程更进一步。但目前的研究仍处于代谢组学研究高血压病中医证型的起步阶段，只是探索性的对各种证型的代谢产物图谱进行分析，实验性的验证了代谢组学对高血压病各种证型具有区分作用，但较少把中青年高血压病人群作为研究对象。并且选取的研究方法也较单一，样本量较少，综合相关的研究结果，至今并未得出各个证型标志性的代谢产物(组)或代谢指纹。随着技术力量的加强、技术平台的建立以及扩大临床研究的样本量，该技术对揭示中医症候本质及指导中青年高血压病的治疗定具有十分重要的意义。

中青年高血压病病人因其自身的特点，在中医证型的分布上以痰湿壅盛证居多。若在未来的研究中，有针对性的运用代谢组学技术对中青年高血压病痰湿壅盛证的代谢产物进行大样本系统的分析，从而确定相应的代谢产物(群)或代谢指纹，最终达到通过代谢产物的识别来实现或辅助中青年高血压病痰湿壅盛证的诊断，对证型进行客观化研究，那将是中西医结合的一大进步，同时为中医药治疗高血压病提供一个有利的基础，充分发挥中药对高血压病的综合治疗效果，对我国中青年高血压病的防治有着巨大的推动作用。

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