中医状态指导下的糖组学应用探讨※

房盛懿 邵岩飞 林雪娟

（1 福建中医药大学中医证研究基地，福建 福州 350122；2 福建中医药大学中西医结合学院，福建 福州 350122）

人体的健康状态是由机体对外部因素刺激并作出相应调整而形成的。糖组学可以解析某一状态下的糖组，还能解析其结构、功能及其与疾病间的关系。糖组学作为系统生物学的一部分，探讨其在中医领域的应用，为中医健康状态的研究提供思路。

1 状态的内涵

“状”，用“犬”标实事物各具形态，本义为犬形，引申为形状、形态、情形等意思；“态”本义为姿态、姿势、状态等意思。《辞海》中将“状态”定义为：（1）情况；状况；（2）物质系统所处的状况，对不同的物质运动形式，可用不同的一组物理量来描述相应物质系统的状态。状态也指物质的各种聚集态，如固态、液态、气态等。中医理论认为状态是人生命过程中受到自然、社会等因素变化的刺激，人体脏腑、经络、气血作出与之相适应的调整而形成的生命态［1］。状态是贯穿于人的整个生命过程，涵盖了疾病与健康，人的生理特点、病理特点、病、证、体质以及健康状态下的不同阶段。《中医状态学》将状态分为未病状态、欲病状态、已病状态、病后状态四态。未来医学模式将从治疗疾病转变为维护健康。在这个大趋势下，无论是中医还是西医，均可将状态作为切入点，运用不同的方法探寻人体奥秘、研究人类疾病，为维护健康、促进健康作出贡献。

余占海等［2］认为中医学产生于经验医学时代，是在古代哲学基础上发展起来的一门朴素的系统学科，主要采用系统论的研究方法，注重整体，但分析方法不足；西医学产生于实验医学时代，是依托数理、生物学知识为基础的重视微观基础的一门学科，主要采用还原论的研究方法，分析方法为其优点，但整体综合不足。1999年由美国科学院院士Leroy Hood 提出的系统生物学是从系统的水平研究基因、细胞直至生物体的信息的整合与模拟，重视各系统之间的关系。系统生物学的“整体”“动态”等观念与中医学复杂的理论存在相似之处。系统生物学的提出，使西医学从整体、动态、系统的角度看问题成为可能。

2 现代医学与糖组学

2.1 糖组学的概念 糖链作为第三种生命信息分子，逐渐被重视，牛津大学Dwek 教授于1988 年首次提出糖生物学，糖生物学便由此诞生。糖组（glycome），指的是细胞或生物体内所有的糖链（包括糖复合物）。糖组学（glycomics）是研究细胞或生物体内糖类物质的分子结构、微观不均一性、表达调控、与识别分子的相互作用和功能多样性以及与疾病之间关系的一门新兴科学［3］。

2.2 糖组学在疾病研究中的应用 蛋白质糖基化是蛋白质翻译表达后最常见、最重要的翻译后修饰部分，且糖基化蛋白广泛分布于细胞、组织、体液中［4］。在人体的生理、病理等方面，糖基化的作用显得十分重要，而且在某些特定的生理、病理状态（或过程）中，能够发现糖蛋白改变或是糖蛋白糖链结构改变的情况［5］。如乳腺癌中截短的黏蛋白（mucin）型O-聚糖、多聚N-乙酰乳糖胺（poly-LacNAc）结构、分支型N-糖链以及岩藻糖基化、唾液酸化修饰的增多［6］。胃癌的癌前感染与胃癌的发生发展过程始终伴随着蛋白糖基化的异常［7］，如核心岩藻糖基化N-糖链表达的下调，β1，6-连接的N-乙酰葡糖胺分支型N-糖链的增加，细胞黏附分子糖基化的改变。张博［8］发现IgG 表面的G0、G2 型半乳糖、高甘露糖及唾液酸糖链结构的改变与系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）疾病活动性有关；IgG 表面的G0、G2 及高甘露糖结构与肾脏功能的损害有相关性。王健［9］发现末端岩藻糖、唾液酸化路易斯抗原、N-乙酰半乳糖胺、α 连接甘露糖及α2，6 连接唾液酸结构，α1，3 连接半乳糖、N-乙酰氨基葡糖、高甘露糖结构可能与SLE 发病或疾病活动进展有关。可见，疾病的发生、发展、变化与这些糖链结构、组成密切相关，可为疾病的早期诊断、监管等提供依据。

3 中医状态与糖组学

辨证论治是中医药的优势所在，“证”是对疾病过程中所处一定（当前）阶段的病位、病性等所作的病理性概括，是机体对致病因素的反应状态，是对疾病当前本质所做的判断［10］。状态是中医辨证诊断的核心，中医对“证”的辨识实质上就是对当前疾病状态的辨识。中医的状态强调从宏观、中观、微观3 个层面上对病、证、生理病理特点、体质等内容进行分析判断，最终得到健康状态。系统生物学是以整体性研究为特点的一门科学，糖组学便是其中的一部分。糖组是细胞或生物体内所有的糖链。糖组具有一定的功能，在生命过程中，糖类不仅可以直接以多糖或者游离寡糖的形式，还可以以糖复合物（蛋白多糖、糖蛋白、糖脂等）的形式参与其中，而且，糖复合物还参与了许多疾病的发生发展的过程中。

糖组正常的空间结构以及正常的功能状态是维持人体正常生命活动的重要条件之一。糖组的生理特点体现在人体的正常生理特点，是中医状态中未病状态的微观参数。人在应对外界因素相对缓和的刺激的时候，能够凭借“阴阳自和”的自身的调节机制，将状态控制在未病或欲病状态，而不向疾病状态转变。当外界刺激程度超过人体自身调节能力的范围的时候，人的状态将要进入疾病状态。在外界致病因素的刺激下，人体内的糖组将发生相应的异常结构化，导致糖组的空间结构及其功能发生改变，最终导致疾病的发生，人体的状态发生了变化。在疾病发生发展过程中，糖组的变化起了重要作用。

借助糖组学的方法对中医状态进行研究不失为一个好想法。在状态的生理特点方面，糖组学可以通过研究人体正常生理状态下的糖组分布、结构及其功能。在疾病状态下（即已病状态），糖组因外界强烈的刺激，超过机体自身调节机制的调节范围，而发生相应的变化，表现出疾病的状态。糖基化是蛋白质翻译后重要的修饰形式，人体内的糖组发生改变，造成糖缺乏糖蛋白综合征、白细胞黏附缺陷Ⅱ型、先天性红细胞生成不良性贫血Ⅱ型、半乳糖血症、Ehlers-Danlos 综合征等疾病。现代研究表明［11］，在疾病发生发展的过程中，尤其是癌症，由于寡糖链代谢酶类的活力改变，可引起糖链结构的异常，进而导致糖蛋白及其所在细胞的功能失常，甚至出现恶性表型，如恶性肿瘤。因此，通过对糖组学的研究，可以丰富中医状态的微观参数，为状态的微观辨识提供一定的参考，并为建立中医微观辨识的数据库提供参考数据。

4 思考与展望

在外界环境因素、致病因素的刺激下，生物体内的糖组会发生变化，而健康状态在不同外界因素刺激下，也会发生相应的改变，轻则处于未病、欲病状态，重则进入已病状态。糖组学能够在微观层面为健康表征信息的采集、健康状态辨识提供依据。而且通过糖组学的实验技术方法采集的表征信息，便于客观化、标准化，有助于微观层面的状态模型建立，有利于探索中医状态的物质基础。运用糖组学的实验研究方法研究中医状态的过程中，在寻找不同健康状态下的特异性糖组的同时，还应考虑不同糖组之间与状态的联系。在微观层面对健康状态进行分析的过程中，可以结合其他组学（如基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢组学等）的内容，从微观层面上，对不同层次的微观物质进行动态地分析；还可以结合中观、宏观层面上的信息参数，借助计算机进行分析。

目前糖组学在中医状态研究中的应用还处于起步阶段，尚有许多问题需要解决。（1）由于糖组学的研究需要进行高通量的检测，研究成本较高，设备成本较高，科研单位难以有充足的资金引进相关设备用于研究；（2）目前在中医状态研究中，糖组学的应用不多，数据规模也不大，难以形成完备的数据库；（3）糖组学的数据样本量较小，得出的结论不全面，难以整体诠释中医状态的物质基础；（4）目前通过糖组学研究中医状态的文献很少，还需要有大量的生理状态研究做背景，以便于建立数据模型。

虽然在糖组学的研究过程中存在一些困难，但系统生物学的方法正在被广泛地应用于中医学的研究当中，证候、体质、疾病、状态等方面的研究，均能借助糖组学的方法。因此，在提供组学平台设备、加强组学技术力量的基础上，运用系统生物学的糖组学技术，深入研究病、证、生理特点、病理特点等中医状态。