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冠心病痰瘀互结分子生物学机理研究现状*

2016-04-05刘燕君胡镜清江丽杰

世界科学技术-中医药现代化 2016年5期
关键词:组学冠心病研究

刘燕君,胡镜清,江丽杰

(1 .中国中医科学院广安门医院 北京 100053;2.中国中医科学院中医基础理论研究所 北京 100700)

冠心病痰瘀互结分子生物学机理研究现状*

刘燕君1,胡镜清2**,江丽杰2

(1 .中国中医科学院广安门医院 北京 100053;2.中国中医科学院中医基础理论研究所 北京 100700)

目的:本文从蛋白质组学、基因组学、代谢组学等系统生物学层面,在脂质代谢、炎症反应、血液流变学变化与凝血功能、血管内皮细胞损伤、胰岛素抵抗等7个方面,对冠心病痰瘀互结证的分子生物学机理研究现状进行总结。研究发现,虽然学者们已对冠心病痰瘀互结证分子生物学机理进行了大量研究,由于研究手段的多样化、研究方法的不同、研究层面的差异,单独的某一项或几项指标不能完全阐释冠心病痰瘀互结证的本质。复杂网络正是针对复杂现象或复杂问题发展而来的一种新方法,利用复杂网络学研究冠心病痰瘀互结证所涉及多系统、多层面、多指标,通过复杂网络学的方法,开展全面、系统和深入的研究,可能是全面了解冠心病痰瘀互结证基础生物学的新途径。

冠心病 痰瘀互结证 分子生物学 机理研究

《中国心血管病报告2014》[1]的数据显示,中国的心血管病患病率一直处于持续上升阶段,特别是冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病),无论在城市或农村还是在男性人群或女性人群当中,冠心病发病率及其导致的死亡率均正在随年龄的增加而增加,从40岁开始显著上升,其递增的趋势接近于指数关系。中医没有冠心病这一病名,但类似该疾病的描述很早就出现在中医古籍文献,如“胸痹”、“厥心痛”、“胸痛”和“真心痛”等。《素问·痹论篇》有言:“心痹者,脉不通。”中以瘀血论治;《灵枢·五味》有言:“心病者,宜食麦,羊肉,杏,薤。”以痰浊论治。由此可以看出,痰浊和瘀血都是可以导致胸痹心痛的因素。随着近年来许多医家的深入研究发现,痰瘀互结证是冠心病临床常见证的类型之一,且有研究者认为痰浊与瘀血是该病的起始原因,并在演变中起到了加重病情的作用,也是冠心病的始动因素[2]。因此,利用现代生物化学技术,在分子生物学水平上寻找、支持冠心病痰瘀互结证的诊断、治疗方法,成为目前冠心病研究领域的热门课题。

1 脂质代谢

冠心病主要由冠状动脉粥样硬化导致。目前,国内外研究认为,脂质代谢异常是动脉粥样硬化最重要的危险因素[3]。血液中的脂质主要包括甘油三酯、胆固醇、磷脂和游离脂肪酸。在高胆固醇血症状态下,凝血因子活性呈亢进状态,且与血液中浓度呈正相关关系;在高脂血症状态下,血小板聚集能力增强,凝血时间缩短,有阻塞血流、引起血栓形成的高度危险性。韩学杰等[2]认为高脂血症是导致动脉粥样硬化的重要原因之一,动脉粥样硬化的形成过程就是痰瘀病损的发展过程:痰瘀相随,最终导致冠心病发作。这从脂质代谢的角度解释了中医理论中“痰”和“淤”的产生和转归。

值得注意的是,有研究表明冠心病“痰瘀互结证”与冠心病“非痰瘀互结”证比较,可表现为血中胆固醇含量明显增加,但甘油三酯无明显变化[4,5]。尽管在冠心病痰瘀互结证的多项研究中可见胆固醇、甘油三酯异常,且部分研究成果也支持了这一论点,但实际上这一结论在脂代谢相关研究中并未得到统一。例如,王东生[6]等在冠心病痰瘀证微观辨证研究中发现,与非痰非瘀组相比,冠心病痰瘀痹阻证组的胆固醇、甘油三酯含量均无明显差异,冠心病痰瘀互结证患者与健康人群的比较研究中发现胆固醇和甘油三酯都表现为增高[7]。洪永敦[8]等对可能影响冠心病痰瘀证的18个因素进行了统计分析,发现与非痰瘀证组相比,虽然痰瘀证组甘油三酯水平较高,但是该结果仍无明显差异。不仅如此,张鹏、吴传中、梅丽萍[9-11]等在比较了冠心病痰瘀互结证组与非痰非瘀证组在外周血胆固醇和甘油三酯的含量差异后发现,不同研究之间也有较大差异。而相似的争议也存在于低密度脂蛋白、高密度脂蛋白和冠心病痰瘀互结证之间的关系[12,13]。因此,阐明冠心病痰瘀互结证与脂代谢的关系尚需要大样本量的研究,才能形成统一认识。

此外,近年冠心病研究表明,冠心病患者低密度脂蛋白颗粒大小、小而密低密度脂蛋白浓度占比与冠状动脉病变程度相关性强,冠心病患者除了外周胆固醇、甘油三酯的异常外,还存其他脂类代谢紊乱[14]。

2 炎症因子

许伟明[15]等将冠心病种子基因集及其所在模块构成的网络对应为冠心病疾病网络,以冠心病的疾病网络为背景进行研究,结果提示:炎症反应可能在冠心病痰瘀互结证发生发展过程中起到了重要作用,可能是冠心病痰瘀互结证的重要生物学基础之一。众所周知,氧自由基与炎症反应密切相关,有报道称:冠心病痰瘀互结与自由基密切相关,痰瘀证中的氧自由基含量与冠心病其他证型相比有明显差异[16]。这说明机体的炎性免疫反应可能在冠心病痰瘀互结证的病理环节中起重要作用。柏正平等[17]的研究认为,冠心病心脉瘀阻证及痰阻心脉证存在粘附分子异常表达,推测心脉可能处于慢性炎症状态,其研究结果表明:心脉瘀阻证和痰阻心脉证中血浆细胞粘附分子明显高于其他证组,这说明在斑块形成的炎症发生过程中,粘附分子被转移并重新合成,且诱导白细胞与血管内皮细胞结合,使斑块不稳定甚至破裂及形成血栓。以上研究为中医治疗冠心病痰瘀互阻证提供了分子生物学依据[18]。

柏冬[19]等通过文献梳理发现有13个炎症指标与冠心病痰瘀互结证相关,包括:①C反应蛋白(C-Reactive Protein,CRP)、超敏C反应蛋白(Hypersensitive C-Reactive Protein,Hs-CRP);②同型半胱氨酸(Homocysteine,Hcy);③细胞因子:肿瘤坏死因子(Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α)、白介素-6(Interleukin-6,IL-6)、白介素-18(Interleukin-18,IL-18)、基质金属蛋白酶(Matrix Metalloproteinase,MMPS)、单核细胞趋化蛋白(Monocyte Chemotactic Protein-1,MCP-1)、巨噬细胞集落刺激因子(Macrophage Colony-Stimulating Factor,M-CSF);④免疫细胞膜分子:细胞间黏附分子-1(Intercelluar Adhesion Molecule-1,ICAM-1),分化抗原与分化抗原40配体(CD4CD4L)、P选择素(P-sclectin,PS)与P选择素糖蛋白配体1(P-Selectin Glycoprotein Ligand-1,PSGL-1)、⑤脂蛋白(Apo A-Ⅰ、α1-AT)。其中,CRP、Hcy已被公认是冠心病独立危险因素。目前,痰瘀互结证患者体内这两种蛋白表达水平显著高于其他证型患者,这说明痰瘀互结证冠心病患者的炎症损伤较严重。另外,冠心病患者血中大部分炎症因子水平随着“非痰瘀证→痰证/瘀证→痰瘀互结证”依次升高,提示痰瘀互结证患者较冠心病其他中医证候炎症程度更高。

3 血液流变学与凝血功能

血流变学异常对冠心病的发生有重要影响。目前认为,血液流变学异常与冠心病痰瘀的发生、发展有显著的相关性,这是血脉痹阻的客观指征,故冠心病痰瘀互结证与血液流变学指标关系密切。王东生等[20]研究发现,冠心病不同证型的血流变指标表现为“健康对照组<非痰非瘀证组<痰凝心脉证组<痰瘀痹阻证组”的递进趋势。贺劲等[21]对368例冠心病患者血液流变学的研究发现,血流变指标在瘀、痰证中均有不同程度的异常升高,表明血液流变学异常是痰瘀痹阻证的物质基础。唐容川的《血证论》有言:“血积既久,亦能化为痰水”。痰瘀痹阻证患者血流变指标的改变提示,痰瘀痹阻之“瘀”主要由痰浊阻滞于脉道气血运行不畅所致,瘀可致痰,从而加重痰凝而导致痰瘀痹阻。

冠心病痰浊中无形之痰可为沉积在血管中的脂类,瘀血表现为血液黏稠度增加及血栓形成,而高黏滞血症,微循环障碍为痰瘀互结的表现[22]。刘建勋等[23]在观察与冠心病不稳定型心绞痛痰瘀互结证病机衍变相关临床生化指标的特征性改变时发现,由血糖、血脂变化最终引起机体凝血系统的异常可能是冠心病不稳定型心绞痛痰瘀互结证的重要病理过程。袁蓉等[24]认为痰瘀相兼证的组织中,纤溶酶原激活物含量下降,凝血酶原时间、活化部分凝血活酶时间缩短,组织纤溶酶原激活物抑制物含量升高,纤维蛋白原升高,血小板CD62P表达升高,与非痰瘀证者相比显著异常。申艳慧[25]通过观察血浆PS和血栓素 B2(Thromboxane B2,TXB2)含量变化,发现血管中内膜损伤激发了血小板活性而聚集,由此释放的TXB2引起血管强烈收缩和血小板聚集(血瘀),受损伤的内膜释放具有抵消血小板聚集并有舒张血管的作用的前列环素,使TXB2释放增多,更加重了血小板的聚集,形成恶性循环。

总而言之,冠心病痰瘀互结证其病理基础是血液处于高粘、高聚状态,微观表现则是血小板聚集率增高、功能亢进,促进血栓形成,实质是秽浊阻于脉道,闭阻气血,而导致痰瘀内生,这些因素共同构成了冠心病痰瘀证的病理物质基础,目前针对这些因素已开展了广泛的研究。

4 内皮细胞损伤

现代研究发现,血管内皮在缺血性心脏病的发病机制中扮演了重要角色,内皮细胞通过合成和释放多种生物活性物质维持血管舒张和收缩功能,抑制血小板的黏附和聚集,防止平滑肌增殖和成纤维细胞增生,一氧化氮(NO)和内皮素-1(Endothelin-1,ET-1)是血管内皮细胞产生释放的一对生物效应相反的活性介质,生理情况下以NO的生物作用占优势,舒张血管平滑肌,抑制血小板及白细胞黏附于血管内皮表面,并抑制ET-1产生,ET-1也可刺激内皮细胞的产生,二者在调节血管张力方面存在着一定的相互制约关系。

韩学杰等[26]利用高脂血清24 h造成内皮细胞凋亡,针对心血管疾病发生后最基本的病理损害如缺氧/缺血,在细胞水平上建立了稳定的细胞凋亡模型,用痰瘀同治方干预保护损伤的内皮细胞,可以在一定程度上减少凋亡的发生率。其疗效机制包括两方面:①调节氧自由基含量,调节超氧化物歧化酶(Superoxyde Dismutase,SOD)、NO、TNF、丙二醛(Malonaldehyde,MDA)的生成量,防止血管痉挛和血小板的凝聚,减少ET-1含量,抑制脂质过氧化反应,保护血管内皮,从而达到缓解冠心病急性发作和加重的目的;②调节内皮细胞的凋亡,防止高脂血清对内皮细胞的损伤,阻止动脉粥样硬化的产生,保护血管内皮。

细胞模型是目前基础研究中能够与整体动物实验互补,且更具优势的一种研究手段,用这一造模方法,可用来直接观察生活状态下细胞的形态功能变化,能够模拟活体细胞的一系列病理及生化改变,这种在体外场景模拟中医临床过程的研究方法,通过对细胞自身信息特征的挖掘,对冠心病痰瘀互结证的研究和发展具有重要的参考价值。

闫爱国等[27]研究痰瘀互结组方在冠心病心肌缺血损伤中,对抑制细胞凋亡的作用,通过痰淤同治方——瓜萎薤白半夏汤、合血府逐瘀汤组方对小型猪痰瘀互结证冠心病模型进行干预,结果表明:痰瘀互结组的 Bax蛋白表达显著降低,Caspase-3、Caspase-9的表达均下降,Bcl-2蛋白的表达明显高于模型组,这说明痰瘀互结组方改善了内皮细胞的损伤程度,对小型猪痰瘀互结冠心病模型心肌凋亡细胞有明显的保护作用。刘莉等[28]通过观察冠心病痰瘀互结型稳定型心绞痛患者在常规药物治疗的基础上加用瓜蒌皮注射液治疗发现,外周血中ET-1含量明显减少,NO含量明显升高,心电图改善效果十分明显,心绞痛的临床表现也明显减轻,说明冠心病痰瘀互结型、稳定型心绞痛患者内皮功能有损伤,通过痰瘀同治方可有效改善内皮功能,调节冠状动脉血管张力。周暇青[29]采用高脂血症大鼠模型观察祛痰化瘀方药的作用,研究发现:该方能显著降低高脂血症状态下血管内皮通透性,祛痰化瘀方药可以显著降低血浆及红细胞膜中的MDA 含量,该方可能具有保护内皮细胞一氧化碳生成酶活性的作用。这些研究成果表明,在对冠心病临床观察和基础实验中内皮细胞均受到了一定程度的损伤,而痰瘀同治方可以对其进行改善和治疗。

5 胰岛素抵抗指数

目前,蔡琳等[30]报道称冠心病患者胰岛素抵抗(Insulin Resistance,IR)与血脂、载脂蛋白异常密切相关。王东生等[31]以郑州大学第一附属医院心内科住院病例240例(男性168例,女性72例)、湖南中医学院第二附属医院心内科住院病例70例(男性40例,女性30例)患者为研究对象,以中南大学湘雅医院及冶金部长沙冶金研究设计院筛选的健康人士30例(男17例,女13例)为健康对照组进行研究,在观察中医证型分布时发现,冠心病痰瘀辨证与血糖(Fast Plasma Glucose,FPG)、血胰岛素(Fasting Insulins,FINS)、胰岛素敏感性指数(Insulin Sensitivity Index,ISI)的关系密切,FINS、ISI的数值呈“健康对照组<非痰非瘀证组<痰凝心脉证组<痰瘀痹阻证组”依次递进的趋势,且非痰非瘀证组与健康对照组比有显著差异(P<0.01),痰凝心脉证组与非痰非瘀证组比有显著差异(P<0. 01),痰瘀痹阻证组与痰凝心脉证比有显著差异(P<0.01),这说明冠心病患者的确存在胰岛素抵抗,且呈“健康→非痰非瘀→痰凝心脉→痰瘀痹阻”逐渐加重的趋势。随着胰岛素水平上升,敏感性下降,提示IR逐渐加重,HIS、IR在上述危险因素中处于中心位置,IR是导致脂肪代谢紊乱的中心环节,且常先于脂质代谢异常发生[32]。IR和血脂异常存在着高度相关性,且IR越严重,血脂异常的发生率越高;反之,血脂异常随着IR的改善而改善。由此可知,IR是产生痰瘀并由痰到瘀演变的重要内在生化物质基础。

胰岛素抵抗是产生“痰瘀痹阻”的共同土壤。国内外研究表明,胰岛素抵抗在冠心病的发生发展中起重要作用[33]。刘艳等[34]以60例冠心病患者分为非痰非瘀组、痰凝心脉组及痰瘀互结组,每组各20例,另选健康志愿者20名为正常对照,研究冠心病心绞痛中医证型与胰岛素抵抗的关系,结果发现:胰岛素抵抗在痰瘀互结型心绞痛患者中的因子水平最高。这些研究对开展胰岛素抵抗与冠心病痰瘀互结证之间的关系,以及对冠心病痰瘀互结证的诊断、治疗、判断预后等均起到了一定的启示作用,同时还为相关药物治疗冠心病痰瘀互结证提供了客观参考依据。

6 基因组学

随着分子生物学理论和技术的发展,冠心病基因机制的研究日益受到重视,CHD是一种复杂的多基因遗传病这一观点也日益为人们所接受,这就为冠心病从分子水平上彻底治疗开辟了新的途径。

刘建勋等[35,36]通过前期冠心病痰瘀互结证的临床研究,明确了冠心病痰瘀互结证候的表现特征及其相应的客观指标,主要体现在脂质代谢障碍“凝血功能异常”血管功能改变及炎症反应的激活等多个方面,在冠心病动脉粥样硬化病理过程的基础实验研究之上,选择与人类心血管系统解剖结构和生理最为相似的小型猪作为载体,以临床冠心病常见危险因素,如血管内皮损伤,脂质代谢紊乱作为诱导的主要方法,利用复合方法(通过心导管介入,用球囊拉伤冠状动脉血管内皮结合高脂饲料喂养)在小型猪体内建立病证结合的痰瘀互结证冠心模型,使痰瘀相兼阻于心脉,表现为痰瘀互结的证候,已经在改善心功能、病理结合及方证相应的基础研究[37],之后在其研究团队研究动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)大鼠“痰瘀”病理演变规律和形成机制时发现,基因p53 mRNA表达下调、PDGF-A、c-myc、Bcl-2mRNA、c-fos表达上调可能是AS“痰瘀”病理演变的分子基础[38]。同这种在体内实验场景模拟中医临床过程的研究方法对冠心病痰瘀互结证研究的发展有进一步研究和发展的意义。

黏附分子(ICAM-1)作为一种炎症因子,可能是CHD炎症反应的标志物之一。德国有关研究[39]提示ICAM-1 K469E多态性在349例CHD和心肌梗死患者与健康对照之间有明显差异。目前,关于中国人ICAM-1K469E基因多态性与CHD关系的研究尚不多见。其中,莫鸿辉等[40]通过分析广州中医药大学第一附属医院心内科患者97例CHD患者及35例对照者与ICAM-1基因K469E多态性关系,称ICAM-1血清水平升高与CHD痰瘀互结证、痰浊证关系密切,ICAM-1基因K469E多态性与广东地区汉族人冠心病的危险性相关,其中E等位基因可能是CHD的一个遗传危险因素。朱会英等[41]以132例(男性76例,女性56例)患者为研究对象,将其分为冠心病痰淤证组94例、脑梗死痰淤证组(对照组)18例、正常组20例,从同一证型(痰瘀证)两种疾病(冠心病和急性动脉血栓性脑梗死)之间比较各炎症因子及其基因多态性的差异,以探讨冠心病痰瘀证的实质,结果发现:冠心病痰瘀互结证可能与CRP1059G/c的C等位基因、E选择素G98T的G等位基因及E选择素的S128R的R等位基因有关,甘油三酯(Triglyceride,TG)、低密度脂蛋白胆固醇(Low Density Lipoprotein Cholesterol,LDL-C)、可溶性E选择素(sE-selectin)、CRP水平升高可作为冠心病痰瘀证辨证的参考指标。

PPAR-γ作为核受体,在葡萄糖、脂质代谢以及炎症、肿瘤等多种生理病理过程中的多向性作用,主要通过调节特定基因的表达而实现,这些通过调节靶基因的转录而发挥的作用称为基因组效应。目前,有研究显示过氧化物酶体增殖物激活受体γ(Peroxisome Prolifer Activated Receptors-γ,PPARγ)参与了血管壁炎症反应以及冠心病发生发展的调控[42],刘艳等[40]观察了60例冠心病患者分为非痰非瘀组、痰凝心脉组及痰瘀互结组,每组各20例,另选健康志愿者20名为正常对照,结果表明:健康人外周血单核细胞PPARγ mRNA表达微弱,而冠心病(胸痹)患者在“非痰非瘀”→“痰凝心脉” →“痰瘀互结”的变化中PPARγ mRNA表达逐渐增加,但是由于该研究所选样本数有限,故此观察结果是否为普遍现象仍需进一步探讨。方祝元等[43]选取冠心病患者78例,其中痰瘀证49例和非痰瘀证29例,采用全序列基因测序法检测78例冠心病患者和100名健康体检者的ApoE基因型来探讨冠心病痰瘀证与载脂蛋白E(ApoE)基因多态性的关系,结果发现:ApoE ε4等位基因为冠心病易患因子,与冠心病痰瘀证关系密切,推测其可能是冠心病痰瘀证的主要易感基因之一。

目前从基因水平探讨CHD痰瘀证与基因及基因多态性关系的研究仍较少,多数实验采用基因测序等方法检测,样本量较小,因为样品收集要求高,成本贵,而要组织多地区、大样本,统一实验中心的研究有一定的困难,因此其各个研究的结论也存在一定局限性,尚有待进一步证实。

7 蛋白质组学

蛋白质组学是研究某一层次所有蛋白质及其动态变化规律的科学,包括蛋白质的定性、定量、动态变化和整体演变规律等。近年来,蛋白质组学技术的飞速发展,为研究冠心病的发病机制、探索早期诊断的生物标记物提供了新的思路和技术平台。

研究表明,心脑血管病发病与血清脂蛋白谱(Serum Lipoprotein electrophoretagram,SLPG)变化明显相关,能表现出非高脂性冠心病患者的血清脂蛋白各组分的质与量的异常[44]。张暋等[45]通过对冠心病患者171例(行冠脉造影术者81例)进行痰瘀辨证,其中无夹证型19例,痰浊型14例,血瘀型42例,痰瘀型86例和气滞血瘀型10例,以健康人134名为对照观察5种中医证型与血清脂蛋白动态平衡紊乱的关系,结果表明:血清脂蛋白谱SLPG作为判断血清蛋白动态平衡的有效指标,其异常出现率为“痰瘀型>气滞血瘀型>血瘀型>痰浊型>无夹证型”,因此,SLPG和痰瘀辨证分型的诊断相关。

差异蛋白质组是蛋白质组学研究的重要内容,其研究的核心任务就是寻求某些因素导致蛋白质组表达的差异,揭示蛋白质组在疾病发生发展变化过程中差异表达。目前已有研究表明,人体与动物实验均证明冠心病与健康者存在着差异蛋白的表达[46],苗兰等[47]采用双向凝胶电泳和基质辅助激光解析/电离-飞行时间质谱等蛋白质组学技术,对痰瘀互结证冠心病小型猪模型动物的冠状动脉组织的蛋白质表达谱进行分析、鉴定,寻找痰瘀互结证冠心病发病过程中冠状动脉组织差异表达蛋白,结果发现:小型猪痰瘀互结证冠心病模型组的冠状动脉组织与正常组相比共有17个特异表达点,蛋白差异点35个,14个上调点;另外,模型组中有4个点发生未知修饰变化,累计鉴定出17个蛋白,这些差异蛋白可能与痰瘀互结证冠心病的形成、发生、发展相关,但是还需通过其它生物学方法做进一步验证。

朱明丹等[48]以36 例冠心病患者(男性18 例,女性18 例,年龄40-79 岁)为研究对象,发现冠心病不同证型间(心气虚弱、心肾阴虚、痰浊内阻、心血瘀阻)存在差异蛋白,其研究小组发现的差异蛋白有α2 巨球蛋白、凝血酶原、载脂蛋白H、载脂蛋白A1、载脂蛋白E等,这些差异基因和蛋白涉及凝血系统、激肽释放酶——激肽系统、补体系统、脂代谢系统、凋亡系统;这些结果提示某些关键蛋白与中医证型具有相关性,有望作为证候实质的标志性蛋白以及药物作用靶点物质和功能基础。同时也说明,冠心病不同中医证候组别之间,血清蛋白的表达表达程度具有一定差异,可以在蛋白质组学上对冠心病痰瘀互结证方面进行深入研究,这对探寻中医证候的生物学基础、鉴别冠心病心绞痛的危险程度具有一定的意义。

上述内容表明,目前从蛋白质组学的层面上对冠心病痰瘀互结证虽然已经开展了一些工作,但其蛋白质组表达的规律性变化尚未明确,差异蛋白可以作为一个切入点,但仍须进一步深入研究。

8 代谢组学

代谢组学是继基因组学、蛋白质组学等之后发展起来的以探讨机体整体代谢状态为目标的新方法。疾病引起的机体代谢水平紊乱往往会在尿液和血液等体液的代谢组方面得到表现。因此,对尿液和血液等体液代谢物进行检测和分析,可以对疾病发生、发展过程伴随的生物化学变化进行了解和认识,可能发现相关疾病发生的早期代谢组标志物簇,并认识相关的病理发生的分子机理,有可能对疾病在其早期甚至发生之前进行诊断。

张红栓[49]利用代谢组学技术对冠心病心绞痛血瘀证患者12例和痰浊证患者12例的血浆和尿液进行了研究,发现利用代谢组学方法能区分不同证型的冠心病心绞痛患者的血浆1H-NMR图谱,能确定血瘀证与痰浊证之间存在明显差异的代谢产物。血瘀证组尿液中的葡萄糖含量、尿酮体含量、尿胆汁酸含量、尿二甲胺和马尿酸含量低于痰浊证组,这提示痰浊证组可能比血瘀证组存在更严重的糖代谢紊乱。由于糖代谢紊乱导致的继发性脂肪代谢紊乱比血瘀证严重,且更容易出现肝功能损害和胃肠功能紊乱,华何与等[50,51]的研究结果也支持这一论点。

肠道菌群是近年来新兴的研究方向[52],目前已经开展了在胃肠道疾病、肿瘤、内分泌疾病方面的研究,与心血管疾病之间的关系尚处于起步阶段。肠道菌群失衡可通过促进胆固醇的蓄积、氧化应激、炎症因子的释放促进动脉粥样硬化的发生,而肠道中的益生菌可降低血胆固醇、抑制炎症因子的表达,对心血管存在保护作用。应用益生菌调整肠道菌群结构,可能成为心血管疾病治疗的一个潜在靶点,可以作为一种研究手段进行应用。

中医学和代谢组学均是对影响机体整体状况的多因素的研究对机体某一病理变化的全面情况进行探究,二者之间理论上的关联以及本研究的结果为研究冠心病痰瘀互结证研究提供了新思路,但目前开展的研究不多,尤其对肠道菌群这一部分,已经开展的工作样本量较少,期待以后的学者对此进行更深入的研究。

9 其他要点

杨关林、孔德昭等[53]采用横断面研究方法,于2011年6-8月,在全国12家三甲医院纳入患者1 989例,运用血糖、血脂、颈动脉彩超、心电图等29项理化指标对研究对象搜集临床资料,结果发现:痰瘀互结组与气虚血瘀组比较,血尿酸与稳定型心绞痛痰瘀互结证关系密切。万洪峰等[54]通过对泄浊化瘀方对60例痰瘀互结证冠心病患者的临床疗效也证明了这一论点。

王东生、袁肇凯等[55]探讨动脉粥样硬化模型大鼠随着造模时间的推移“痰瘀”演变规律时发现,除血液流变学、血脂、胰岛素、血糖,血管平滑肌细胞肌动蛋白(Vascular Smooth Muscle Cells,VSMC)的表达也具有一定变化。痰瘀痹阻组与正常组比较,VSMC明显增殖并伴大量“泡沫细胞”,由此可见,细胞凋亡严重及凋亡小体清除不足、肌动蛋白表达异常增加,与痰瘀互结的症状具有一定的关联性。

雌激素是女性的保护性激素,其具有改善脂质代谢、抗氧化、抑制血管平滑肌细胞增殖/迁移等作用,从而防止和延缓动脉粥样硬化发生[56,57]。张雨虹[58]通过女性冠心病患者性激素与血脂代谢的相关性研究发现,更年期妇女雌激素与甘油三酯、胆固醇,与高密度脂蛋白呈正相关,低密度脂蛋白呈负相关。陈永宁等[59]研究发现雌激素能增加巨细胞集落刺激因子的表达,从而降低胆固醇水平,加强低密度脂蛋白清除,降低缺血/再灌注损伤,保存心脏功能。

张红霞等[60]通过开展血清胆红素与中医症候相关性的研究发现,在不同证型间血清胆红素水平有差异,痰瘀互结型、气滞血瘀型血清胆红素低于气虚血瘀型、气阴两虚型,提示血清胆红素与冠心病痰瘀互结证相关,可为冠心病痰瘀互结的辨证提供客观依据。

PPARγ是核受体超家族PPARs成员,是配体依赖的核转录因子,戴金等[61]观察痰瘀同治颗粒对冠心病痰瘀互结证患者中医证候和PPARγ蛋白表达方面的影响,结果发现:痰瘀同治颗粒具有提高PPARγ蛋白表达的作用,这提示痰瘀同治颗粒具有通过提高PPARγ蛋白表达起到抗AS的作用,从单核细胞PPARγ蛋白表达水平可以作为研究痰瘀互结证的一个指标。

已知微量元素Zn、Cu、Ca、Fe、Mn、Mg是人体必需的生命活动的重要物质,然而摄入量过多或过少以及它们间的比例失调,都将有害于健康,其中Mn、Zn、Cu、Fe与脂肪代谢有关,Ca、Mg、Zn有促进心肌代谢及抗血栓作用,因而微量元素发生变化,将影响脂类代谢及诱发血栓形成,增加血黏度,导致冠心病[2]。

10 结语

本文从脂质代谢、炎症反应、血液流变学变化、凝血功能、血管内皮细胞损伤、胰岛素抵抗等方面,以及蛋白质组学、基因组学、代谢组学等系统生物学层面,对冠心病痰瘀互结证的分子生物学机理研究现状进行总结。冠心病具有动脉粥样硬化和心肌缺血的双重病理特征,中医认为动脉粥样硬化和血脂升高为“痰”的表现,心肌缺血和血液流变学改变为“瘀”的表现。因此,冠心病更易出现痰瘀等病理因素。

痰与瘀但并非同物,却是同源。从各自的理化性质来看,痰属于病理性生化物质在体内堆积的结果,存在一个量变过程,在其物理化学性质未发生变化之前尚不是主要的致病因子,而只是疾病的表现形式和物质基础。瘀则是病理性生化物质的物理化学性质和生物学功能发生了改变或同时伴有相关细胞形态结构和功能改变的结果[62]。目前,通过活血化瘀法对冠心病血瘀证进行治疗的研究,从理论研究到临床研究、基础实验、药物治疗、生存量表的设计,已经开展的十分丰富和规范。根据证候的变化、理化指标及治疗经验发现,痰瘀互结证已经是临床实践中不可忽视一个症型,临床中常常出现患者“因痰致瘀,瘀久生痰,痰瘀互为因果”的现象,这就意味着此时的治疗应重视痰瘀同治,不可偏于一法,单纯治瘀或治痰都不能达到理想的效果[63]。在这种实际需要和理论指导下的痰瘀同治法是治疗冠心病尤其是冠心病痰瘀互结证的有效方法,较之单纯活血通络效果更佳,并且迫切的需要我们开展相关的近一步研究。

结合前文中提到的几个研究分类发现,目前痰瘀互结证开展的研究方向已较全面,现代的研究者积极向基础生物学界靠拢,采用的研究方法更先进,更有利于接近研究对象的本质。例如,刘建勋教授开展冠心病痰瘀互结证小型动物模型的研究,韩学杰教授提出利用高脂血清24 h造成内皮细胞凋亡作为冠心病痰瘀互结证细胞模型等,都在这一领域内开拓了新的研究领域。但是,对冠心病痰瘀互结证研究的深度和广度仍处于需要进一步探索和验证的阶段,比如在蛋白质组学中,研究者发现了一些相关的标志性蛋白,但尚需要更深入的实验和临床验证;代谢组学的研究中,研究者开展了一些研究,也发现了一些现象,但未见有对这些现象的继续追踪;基因组学中探讨CHD痰瘀证与基因及基因多态性关系的研究仍较少,多数实验采用基因测序等方法检测,样本量也比较小,因为样品收集要求高、成本贵,而要组织多地区、大样本的统一研究有一定困难,因此尚有待进一步证实。总而言之,由于研究手段的多样化、研究方法的不同、研究层面的差异,单独的某一项或几项指标不能完全阐释冠心病痰瘀互结证的本质,试图向现代医学靠拢找到所谓一个或者几个“金标准”来定义和区别冠心病痰瘀互结证的这种方式并不适应实际情况,反而容易陷入“盲人摸象”的困境。

王永炎院士认为,证候是一个非线性的、多维多阶的、可以无限组合的复杂巨系统[64]。李梢教授[65]提出证的生物学基础研究目前出现了两个难点:一是宏观的证候表型与微观的生物学指标之间的关系十分复杂;二是缺乏阐释证候内在整体性的研究方法,这两个难点的制约使得证候的生物学基础成为中医药现代化的瓶颈问题。复杂网络正是针对复杂现象或复杂问题发展而来的一种新方法,复杂性科学的兴起和复杂网络方法的引入,为证候研究提供了崭新的视角,当前医学生命科学的研究思维正从“还原论”向“系统论”的转型,其中一个重要标志就是从生物分子网络的结构和功能来认识生命活动。

到目前为止,尽管研究者们在诸多方面都做了一些工作,但鲜有整合既往各层次成果的综合性研究,利用复杂网络研究冠心病痰瘀互结证涉及多系统、多层面、多项指标,通过网络分析的方式,开展全面、系统而深入的研究,可能是全面了解冠心病痰瘀互结证基础生物学的新途径。

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Research Progress on the Molecular Mechanism of the Syndrome of Phlegm and Blood Stasis in Coronary Heart Disease

Liu Yanjun1,Hu Jingqing2,Jiang Lijie2
(1. Guang’anmen Hospital,China Academy of Chinese Medical Science,China Academy of Chinese Medicine Sciences,Beijing 100053,China; 2. Institute of Basic Theory of Traditional Chinese Medicine,China Academy of Chinese Medicine Sciences,Beijing 100700,China)

This study summerized the current research progress on the molecular mechanisms of the syndrome of phlegm and blood stasis (PBS) of traditional Chinese medicine (TCM) in coronary heart disease (CHD) in the sight of proteomics,genomics and metabonomics,discussing according to the studies in the fields of lipid metabolism,inflammatory cytokines,blood rheology and coagulation,endothelial cell damage and insulin resistance index,etc. Though numerous researches for the biological mechanism of PBS syndrome in CHD were reported,evidence from single index or only several combined indexes was too weak to elucidate the essence of the PBS syndrome rested on various research instruments,different experimental design and aspects. Complex network was a new tool developed when these phenomenon emerged. The complexity among mixed indexes of the PBS syndrome can be learned using the complex network systematacially with multiple levels and indicators. Complex network provided a new way to comprehensively understand the biological mechanism of the PBS syndrome of CHD through allround,systematic and profound studies.

Coronary heart disease,syndrome of phlegm and blood stasis,molecular biology,mechanism

10.11842/wst.2016.05.013

R228

A

(责任编辑:马雅静,责任译审:朱黎婷)

2016-05-01

修回日期:2016-05-03

* 国家重点基础研究发展计划“973计划”(2014CB542903):中医证候临床辨证的基础研究,负责人:胡镜清;国家中医药管理局中医药行业科研专项(201307003):基于中医特色的老年社区的健康监测与干预关键技术研究,负责人:胡镜清。

** 通讯作者:胡镜清,本刊编委,研究员,博士生导师,主要研究方向:适应中医药理论构筑与诊疗模式特征的临床研究方法学。

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