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疾病诊断和中医证候分类结合:现状和未来*

2019-01-29吕爱平

世界科学技术-中医药现代化 2018年8期
关键词:疾病诊断组学证候

刘 斌,吕 诚,吕爱平

(1.中国中医科学院中医临床基础医学研究所 北京 100700;2.香港浸会大学中医药学院 香港特别行政区 999077)

疾病诊断是医学过程中的核心和关键,也是对人体健康状态的分类,诊断结果决定了不同的治疗方法[1]。在中医临床个体化诊疗的过程中,以中医证候分类为依据提出与之相对应的治法和方药,构建中医临床实践的辨证论治体系,是继承发展中医药学、创新生物医学的重要手段和途径,也是中西医结合优势互补的重要理论表现形式[2,3]。中医证候分类以区别于现代疾病诊断的分类思维模式对不同个体进行区分,可以概括为同病异证和异病同证,因此更具个体化特点。将中医证候分类与现代医学疾病诊断相结合,是中国医学工作者具有原创思维的医学研究和实践工作,是一种创新临床诊断模式,有利于促进个体化医疗的发展,具有广阔的研究和应用前景,近年来一直受到国内外研究者的关注[4-7]。本文以类风湿关节炎(Rheumatoid Arthritis,RA)及其典型证候为切入点,对中医证候分类研究的现状进行阐述,以期为未来疾病诊断和中医证候分类相结合提供研究思路和方法的参考。

1 中医证候分类的生物学基础研究

1.1 同病异证研究

同病异证,是指同一种疾病,因时、因地、因人不同,或由于病情进展程度、病机变化,所表现出不同的证候。RA是一种慢性、系统性、进行性的疑难疾病,属于中医学“痹证”范畴,也是中医临床优势病种之一。辨证论治是中医治疗RA的特色,八纲辨证是中医辨证体系中的重要组成部分,寒、热、虚证候是RA辨证论治的关键问题[8,9]。研究团队通过收集临床中典型RA寒、热、虚证患者的血液样本,并开展了组学技术检测,对得到的数据进行生物信息学分析,初步研究了RA寒、热、虚证候基于基因组学和代谢组学的生物学基础。

前期研究中,运用基因组学方法,将健康志愿者、临床典型RA寒、热证患者的基因组学信息差异进行了对比。同时在此基础上,运用网络分析探索了RA虚证患者的基因表达谱与寒、热证候的相关性。结果发现小G蛋白信号通路、脂肪酸代谢过程中的氧化还原反应和T细胞增殖与RA寒、热证候相关[10]。同时,寒证与热证存在差异基因表达,其中EIF4A2、CCNT1和IL7R与细胞增殖和JAK-STAT级联的调节有关,是RA寒证的重要基因标记物,且Toll样受体信号通路与RA寒证有关;PRKAA1、HSPA8和LSM6与脂肪酸代谢和I-κB kinase/NF-κB级联有关,是RA热证的重要生物标记物,且钙离子信号通路、细胞黏附分子、过氧化物酶体增殖激活受体信号通路以及脂肪酸代谢途径与RA热证相关联[8,11-13];虚证与Toll样受体激活NF-κB调节基因转录和细胞凋亡通路具有潜在相关性,并与免疫反应有关[9]。在中医理论指导下,结合现代研究成果,采用去势法、羟基脲法和尾根部皮下注射Ⅱ型胶原与不完全弗氏佐剂混合物的方法,制作出肾虚证的RA病证结合动物模型[14],以及采用腹腔注射利血平方法和尾根部皮下注射Ⅱ型胶原与不完全弗氏佐剂混合物的方法,制作出脾虚证RA病证结合动物模型[15],为中医病证结合动物模型的研究提供了参考。基于RA患者类风湿因子的阴性和阳性表达,研究团队将其分为不同特征群体并进行了基因组学研究,结果显示类风湿因子阴性和阳性的RA患者分别具有不同的基因表达谱,并且差异于RA寒、热证候的基因表达[16],这为中医学的同病异证理论提供了基因表达谱证据。

前期对RA寒、热证候开展的代谢组学研究工作发现,对细胞凋亡的调节是RA患者寒、热证候分子水平的主要差异,RA寒证通过抑制核转录因子E2相关因子2途径导致了细胞凋亡,而RA热证通过激活半胱氨酸蛋白酶-8从而活化细胞凋亡[11]。基于液相色谱-质谱联用与气相色谱-质谱联用仪检测平台,研究团队对RA患者寒、热证候进行了血浆代谢组学分析,结果显示RA热证患者体内的胶原分解程度高于寒证患者。RA热证显示血浆中糖基多酚酸酯、脯氨酸、单一不饱和磷酸胆碱的血浆浓度升高,但尿素、游离脂肪酸和多元不饱和磷酸胆碱的含量有所下降[12,17,18],而RA寒证患者机体蛋白质合成过程大于蛋白质分解,并且与蛋白质和胶原蛋白分解的代谢紊乱,糖降解活性和氧化的降低,能量消耗的增加有关[19]。这些研究结果表明,代谢组学技术能够为中医学同病异证分类的科学解析提供有力的证据。

1.2 异病同证研究

作为中医证候理论的重要分支,异病同证是指不同的疾病,在其发展过程中,出现了相同的证候,因而可以采用同一方法治疗的辨证论治思路。对于其生物学基础的研究,可以促进科学阐释中医证候分类的原理,也为疾病诊断的创新探索提供参考。团队在前期代谢组学研究中,检测分析了RA、骨性关节炎、强直性脊柱炎和痛风性关节炎4种关节疾病患者的血清样本,探索相关代谢缺陷。结果显示高丝氨酸、天冬氨酸、乳酸、4,8-二甲基壬基肉碱、二羟基富马酸、甘油醛6个代谢物是四种关节炎共有的潜在代谢标志物,参与的以丙酮酸-乳酸代谢通路为核心的相关通路显示能量代谢在缺氧状态下的亢进是关节出现炎症、损害的共同病理基础[20],为中医学异病同证理论提供了分子层面的科学证据。

前期工作中,本研究团队对RA和冠状动脉疾病(Coronary Artery Disease,CAD)的证候、医学检查指标和用药规律进行了高通量综合文本挖掘技术研究,结果显示RA和CAD在中医证候分类规律上具有一致性,提示两种疾病存在共同的潜在生物学基础[21]。在此基础上,研究团队采集了RA、CAD和2型糖尿病(Type 2 Diabetes,T2D)患者与健康志愿者的外周血进行了差异表达基因的比较和分析,并且对这3种疾病的信号通路和分子网络进行生物信息学预测。研究结果显示共同的作用通路存在于RA与CAD中[22]。基于异病同证对RA和T2D开展的生物学基础研究中,发现RA和T2D在炎症与凋亡、T淋巴细胞、氧化应激反应、细胞因子和黏附分子的介入等过程具有共性表达。同时,根据预测结果进行了RA和T2D动物模型实验,部分验证了中药复方桂枝芍药知母汤在治疗这两种疾病的过程中均有一定的作用[23,24]。

2 中医证候分类的相关临床研究

2.1 临床疗效及安全性

在疾病诊断的基础上,利用中医四诊信息对疾病再次进行科学证候分类,可指导临床实践,提高中医药治疗疾病的疗效[1]。在前期探索西药联合疗法对比中药疗法的药理网络研究中,结合RA寒、热证候随机对照试验的临床数据,建立了蛋白质-蛋白质相互作用网络,探索了寒、热证候影响RA疗效的机制,发现西药联合疗法更适用于RA寒证,而中药疗法更适用于RA热证[25]。对RA寒、热证候生物学基础的探索,为中医证候分类机制的深入研究提供了科学证据,也提示了中医证候分类在中医临床个体化精准诊断、提高临床疗效的过程中具有重要意义。

在前瞻性随机对照试验研究中,探索分析RA患者的中医四诊信息及临床安全性。结果提示在美国风湿病学会20%改善标准(the American College of Rheumatology 20%improvement,ACR20)下,RA患者常见的18项中医临床症状不仅对临床疗效具有预测作用,同时也能反映寒、热、虚证候以及关节局部病情[18,26-28]。根据RA患者舌象与临床疗效关联的前期研究,结果显示中药在白苔和黄苔患者中的临床疗效没有显著差异,而西药在白苔患者中的疗效要高于黄苔患者;中药对灰白舌质的患者疗效较差,而西药对红色或紫色舌质的患者疗效较差[29]。通过采集有效和无效的RA患者病例,结合统计学方法,对相关证候信息进行分析,得到了中医疗法更适用于RA虚证患者,而西药联合疗法对RA寒证患者更有效的结果。同时发现C反应蛋白在RA寒、热证患者中有明显差异,可能作为RA寒、热证候分类的客观指标之一[28,30]。

基于前期随机临床试验的研究,结果大多表明西药联合疗法的效果优于中药疗法[31],因此,研究团队开展了通过中医证候信息确定适应证的两次临床试验研究,探索其与提高中医临床疗效之间的关联[32]。第一次临床试验开放纳入159例RA活动期患者,并采用所选中药方案进行为期24周的临床干预,得到了该方案对RA适应证的结果,并形成RA中成药治疗的专家共识[33]。在第一次临床试验的基础上,开展为期24周的第二次多中心随机阳性药对照双盲试验,结果显示中药组的临床疗效比第一次临床试验的疗效有所提高,与阳性药对照组相比,两组试验的ACR20疗效相当[34],明确了中医证候分类是提高中医药临床疗效的重要途径,为制定标准、规范的中医临床治疗指南提供了重要依据[35]。

前期的用药安全性研究结果提示CRP水平的降低和头晕症状是胃肠道不良反应的危险因素,在使用雷公藤制剂治疗RA时,则是遗尿和精神疲倦。肝脏不良反应的危险因素是较高的IgG水平和畏寒症状,而在使用雷公藤制剂治疗RA时,则是四肢发冷症状[25,36]。在证候分类与中药安全性的基础研究中,前期通过观察壮骨关节丸对不同证型骨性关节炎大鼠主要脏器的影响程度,发现对肾虚型骨性关节炎大鼠的肝脏损伤较小,而对于正常大鼠的肝脏损伤较大[37],在探索白附片对正常和肾阳虚大鼠毒性效应的研究中,结果提示白附片对正常大鼠的毒性效应较肾阳虚模型更为明显[38],推测壮骨关节丸和白附片的毒性反应与疾病的中医证候类型相关,反映出对证使用有毒中药是控制其毒性的有效措施,为诠释其科学内涵提供了实验证据[39]。

2.2 药物联用及新药研发

中医证候分类不仅可以提高中医临床疗效及用药安全性,而且有利于对药物联用进一步阐释,指导西药的精准使用,同时结合组学技术、整合药理学方法和系统生物学技术,为中药新药研发提供新的思路。

前期工作中,基于敏感关键词频数统计的数据分层算法,发现现代医家治疗类风湿关节炎骨破坏的有效中药复方以益气养血药为主,补肾、活血、祛风湿药为辅[40],体现祛邪与扶正标本兼治的辨证论治思路。研究发现,基于中医证候分类治疗RA的过程中,甲氨蝶呤(Methotrexate,MTX)联合用药的疗效在RA寒证、热证患者中有明显差异,且前者高于后者[28,41]。通过对川芎的主要有效活性成分川芎嗪(Tetramethylpyrazine,TMP)进行生物信息学研究,发现TMP通过RGS蛋白对G蛋白偶联受体信号进行负调控,从而作用于RA的可能机制[42],并在此基础上进行了实验验证,结果显示TMP联合传统抗RA药物来氟米特(Leflunomide,LEF)组比TMP单用组和LEF单用组更能够显著抑制胶原诱导关节炎大鼠的血小板活化和炎症反应[43],为下一步开展中医证候分类的药物联用治疗RA的临床试验奠定了基础。

基于中医证候分类思想,结合组学技术、整合药理学方法和系统生物学技术,研发新成分组合药物是更具创新性的药物开发模式[44]。前期研究以RA热证为切入点,通过构建、分析其对应的分子网络及药物靶标网络,发现GM-CSF信号通路,CTLA4信号通路,T细胞受体信号通路及辅助T细胞中的CD28信号通路是RA热证分子网络和对证中药靶点的分子网络共有的生物学通路,是对证中药治疗RA热证“药-证对应”的分子生物学机制之一[45],为进一步的机制研究和新药研发提供了参考。研究团队通过骨破坏关键分子CKIP-1[46]和miR214[47]的靶蛋白,分别构建了分子网络并与RA寒、热证候网络进行生物信息学分析,结果提示CKIP1和RA热证网络的共同分子是CTNNB1。在此基础上,将利用分子修饰技术和适配子递送技术[48]开展治疗RA的新药研发。

图1 疾病诊断与中医证候分类结合研究模式图

3 小结

中医证候分类在以疾病诊断和治疗为目标的基础研究、临床研究、药物研发过程中扮演着越来越重要的作用。将疾病诊断和中医证候分类结合起来是未来医学发展的趋势,也是中国具有原创性并可以领先世界的重点研究领域。本研究团队在既往的工作基础上将进一步拓宽思路,在整合药理学、代谢组学、分子修饰技术、适配子递送技术等新的科学理念和技术的支撑下,继续探索中医证候分类的生物学基础、临床疗效及安全性和新药研发等领域,以期在未来疾病诊断和中医证候分类结合的研究中提供更多的科学证据和参考方法。

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