基于舌图信息及舌苔物质分析的慢性胃炎舌诊客观化研究概述＊

房雨晨，冯依伊，王忆勤，郝一鸣

（上海中医药大学上海市健康辨识与评估重点实验室/中医四诊信息化实验室 上海 201203）

随着现代生活节奏的加快，越来越多的人在饮食结构和习惯上发生了改变，慢性胃炎已成为临床常见的消化系统疾病之一，因此关于慢性胃炎的研究在国内外广受重视。

临床研究表明，中医药治疗慢性胃炎具有较好的疗效[1]。而中药有效治疗慢性胃炎是建立在中医诊断明确的基础上。“辨证论治”作为中医诊断的核心，是以望、闻、问、切四诊合参的结果作为依据，其中舌诊是四诊的重要内容之一。《丹溪心法》曰：“有诸内者，必形诸外。”《灵枢·经脉》也认为：“脾足太阴之脉，……是动则病：舌本强”，即“舌为脾之外候”之说。《形色外诊简摩》则提出：“苔乃胃气之所熏蒸。”现代医学也发现，舌的上皮和消化道的大部分上皮（包括胃肠）均来源于内胚层，提示舌的变化与胃的病变可能具有一定联系。因此，胃的病变可通过舌象体现于外，判断病邪深浅也有赖于诊查舌象的变化，胃镜的观察在一定程度上可视为中医舌诊的延伸。

以往的慢性胃炎舌诊研究多依赖于研究者肉眼观察并记录患者舌象特征的改变。这种传统的舌诊方法往往取决于观察者自我的主观意识和经验积累，并容易受到外界光线、温度等因素的影响，往往缺乏客观性，从而使得研究结果的精确度和重复性较差。近年来，随着舌象检测仪器和计算机图像分析技术的日新月异，以及组学、生物信息学等分子生物学技术的不断更新，慢性胃炎舌诊客观化研究主要在两方面取得了较好的进展，一是运用计算机算法对舌图信息的采集、提取及分析，二是运用常规的生物化学方法和新兴的组学技术对舌苔中物质组分的检测及分析。目前关于慢性胃炎舌诊客观化研究成果与不足的总结较少，因此本文将近10余年国内研究者通过分析舌图信息特征、舌苔物质组分两方面开展的慢性胃炎舌诊客观化研究概述如下。

1 基于舌图信息分析的慢性胃炎舌诊客观化研究

为了克服运用传统望舌方法研究慢性胃炎患者舌象特征客观性不足的缺点，随着计算机技术的不断发展，近年来一批较先进的中医舌象信息采集仪器应运而生。研究者通过在恒定的光源环境下拍摄患者的舌图像，再运用多种图像识别算法提取并分析舌图的颜色、光泽等特征信息，取得了一些较肉眼观察更科学、更严谨的研究成果。这种基于舌图像分析的研究方法不仅可以为慢性胃炎的中医临床诊断提供数字化、客观化依据，而且便于大规模、准确地收集并保存临床资料，从而有效地分析、总结临床经验，确切地评价中医临床疗效。

一些研究者在室内的固定光源下，使用专用数码相机拍摄慢性胃炎患者的舌象照片。张会娜等[2]采集并分析441 例慢性浅表性胃炎患者的舌象照片，将软件分析的舌象结果结合中医专家判读，发现患者红舌比例最高，而绛红舌、黯紫舌的出现则提示胃黏膜病变可能较严重。韩鸿雁等[3]则将电子胃镜的电荷耦合器件（CCD）摄像机自带灯光作为固定光源，拍摄106例慢性胃炎患者舌体中部、底部以及胃黏膜的照片，并使用软件测定舌质、舌苔和胃黏膜的色度参数。根据色度参数值，该研究最终推导出了苔厚指数和胃黏膜充血指数的计算公式，并发现对于慢性浅表性胃炎与慢性糜烂性胃炎，随着苔厚指数的升高，胃黏膜充血指数也相应增加，胃炎程度一般由轻变重；而患者发展至萎缩性胃炎，苔厚指数与胃黏膜充血指数的变化趋势则与此相反，随着苔厚指数的下降，充血指数也随之递减，提示病情逐渐加重。通过这些研究，可见在固定光源下拍摄的患者舌象照片所提取的舌体、舌苔信息特征即舌色红、紫以及舌苔厚薄程度可以较真实、客观地反映慢性胃炎的胃黏膜病变情况。

虽然以上关于慢性胃炎舌诊的研究获得了一些较客观的结果，但是由于舌象照片的采集环境是敞开式的，在拍摄时可能受到外界光线的干扰，而导致研究结果的可重复性和精确度不足。因此，封闭式舌诊仪受到更多研究者的关注，近年来已在中医药临床疗效评价、中医健康管理等领域得到较广泛应用[4]。在使用封闭式舌诊仪开展慢性胃炎舌诊客观化的研究中，张志明等[5]使用西北师范大学研制的舌象采集设备拍摄150 例慢性胃炎患者的舌象照片，通过舌象颜色聚类分析发现浅表性胃炎、萎缩性胃炎主要表现为舌质淡红，出血性胃炎则多为舌质红，糜烂性胃炎多以舌苔黄为特征，根据舌宽值的分类结果显示萎缩性胃炎具有舌形瘦小的特征。李萍等[6-8]采用北京工业大学和北京市中医院合作研制的舌象分析仪采集分析慢性浅表性胃炎患者的舌象，发现随着胃酸pH 值的升高，舌苔厚度逐渐由薄变厚，苔色逐渐由浅变深，由白变黄，同时苔色也随胃蛋白酶水平升高逐渐由白变黄。进一步从证候进行分析，除了脾胃虚弱证的淡舌比例明显升高外，不同证型的舌质变化均以红舌及淡红舌为主，脾胃湿热证的舌苔明显增厚变黄，而胃阴不足证的舌苔明显变薄。这两个课题组的研究虽然在舌象照片采集环境方面有所改进，但是其舌象信息特征提取方法尚有欠缺，并未获得相关舌象特征的客观参数，而使得分析结果的数据支持不足。

因此，王忆勤等[9-10]从舌象照片采集硬件和舌象参数提取软件两方面着手，分别使用上海中医药大学参与研制的TP-1 型、Z-BOX 型舌象数字化分析仪采集慢性胃炎患者在不同胃镜诊断与病理组织学检测结果下的舌象信息特征参数，发现胃黏膜血管显露伴糜烂及胃黏膜糜烂的舌色指数、苔色B值显著降低；慢性胃炎伴胆汁反流者舌色G值、苔色B值、舌苔厚薄指数显著高于无胆汁反流者；炎症活动期及Hp 阳性者苔色和润燥指数显著低于非炎症活动期及Hp 阴性者。该课题组进一步使用TP-1 型舌象数字化分析仪研究慢性胃炎不同中医证候的舌象信息特征[11]，发现脾胃湿热及肝胃郁热型舌色、苔色指数显著低于脾虚湿阻、湿浊中阻、脾胃气虚型及正常组；脾胃湿热与脾胃气虚型胖瘦指数显著高于肝胃郁热及肝郁气滞型；脾胃湿热型舌苔薄厚指数显著高于脾胃气虚、肝胃郁热型及正常组；脾胃湿热、湿浊中阻及脾虚湿阻型腻苔指数显著高于脾胃气虚及肝胃郁热型。由此可见，舌色、苔色、舌形、苔质指数等舌象信息特征参数可以为慢性胃炎及其中医证候的临床诊断提供一定的客观依据。

2 基于舌苔物质分析的慢性胃炎舌诊客观化研究

临床实践表明，在慢性胃炎的发展过程中，舌体变化较慢，舌苔变化快而明显，是判断病情轻重、进退的一个敏感指标。因此舌苔常被认为是反映胃生理病理功能的非常灵敏的标尺。除了关于慢性胃炎患者舌苔图像信息特征的客观化研究，一些研究者也针对舌苔细胞中的组成物质开展了实验，取得了一定的进展。近年来，慢性胃炎舌苔物质组分的研究对象主要包括表皮生长因子受体（EGFR）、基因表达蛋白、成熟及凋亡指数、代谢物、微生物等。

2.1 基于生物化学检测的舌苔物质组分研究

表皮生长因子对于胃肠黏膜再生及修复具有重要作用。陈雪功等[12]对40 例慢性胃炎患者舌苔脱落细胞中的EGFR 表达进行研究，发现慢性胃炎厚苔、黄苔的EGFR 显著高于正常人及慢性胃炎薄苔、白苔。在对慢性胃炎舌苔中的基因表达蛋白bax、p53、Fas 研究中，韩鹏飞等[13]检测60 例慢性萎缩性胃炎癌前病变患者舌苔脱落细胞中的bax 相关蛋白表达水平，认为淡黄苔、深黄苔的形成与bax 的表达具有一定关系。李灿东等[14]对109 例慢性浅表性胃炎患者舌苔脱落细胞中的凋亡基因相关蛋白p53、Fas 等进行研究，发现薄黄苔p53、Fas表达阳性率显著最高，白厚苔p53表达阳性率显著最低。同时，李灿东等[15]又分析了舌苔脱落细胞成熟指数（MI）、成熟价值（MV）、舌上皮细胞凋亡指数（AI），发现黄腻苔的舌苔脱落细胞MI 显著最高、MV显著最低，这与梁岩等[16]的研究结果相一致，而白厚苔的舌上皮细胞AI 则显著最高[14]。针对慢性胃炎患者舌苔中的代谢物变化，李福凤等[17,18]分析舌苔细胞中碱性磷酸酶（ACP）、乳酸脱氢酶（LDH）、琥珀酸脱氢酶（SDH）、糖原（PAS）的含量，发现较正常组，慢性胃炎LDH、SDH显著升高，PAS显著降低；慢性胃炎黄苔中的ACP、LDH、SDH、PAS 较白苔均显著升高，腻苔中的SDH 较非腻苔显著升高，SDH 含量在不同舌苔中的趋势为黄厚腻苔＞薄黄腻苔＞薄白腻苔＞白厚腻苔＞薄白苔＞薄黄苔＞剥苔。以上研究结果说明，慢性胃炎舌苔中的EGFR、基因表达蛋白bax、p53、Fas 以及代谢物ACP、LDH、SDH、PAS 的水平变化可能与患者表现出不同的苔质、苔色具有一定的相关性，为慢性胃炎病理性舌苔的形成机制提供了客观依据。

在慢性胃炎不同中医证候的舌苔物质组分研究中，李灿东等[19,20]通过检测舌苔脱落细胞MI、MV 及舌上皮细胞AI 开展了进一步探讨。在76 例脾胃湿热证和43例脾胃气虚证患者的研究中，结果显示与正常组相比，脾胃湿热证和脾胃气虚证的MV显著降低、AI显著升高，其中脾胃湿热证MV降低最多、脾胃气虚证AI升高最多。另外，王忆勤等[21,22]检测了慢性胃炎常见证候舌苔细胞中葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G-6-PDH）、SDH、PAS等酶类代谢物含量的变化，发现与正常组比较，湿浊中阻证、脾气虚弱证、湿浊中阻兼脾气虚弱证G-6-PDH显著升高，脾胃湿热证、湿浊中阻证、脾气虚弱证、湿浊中阻兼脾气虚弱证SDH 显著升高，脾胃湿热证、湿浊中阻证、湿浊中阻兼脾气虚弱证、肝胃郁热兼肝郁气滞证PAS 显著升高，而脾气虚弱证PAS 显著降低。以上研究结果说明舌苔细胞的成熟及凋亡指数以及所含的G-6-PDH、SDH、PAS 这三种代谢物水平可以作为慢性胃炎中医辨证的客观参考指标之一。

2.2 基于系统生物学方法的舌苔物质组分研究

系统生物学是从整体出发，用“组学”的技术方法探讨人体的生理病理现象，这与强调整体性的中医学之间有明显的相似性。因此，近年来将多种组学技术引入舌苔组分检测的慢性胃炎舌诊客观化研究日益受到关注。腻苔是慢性胃炎患者最常见的舌苔之一，为了寻找慢性胃炎腻苔的组学客观化指标，探索腻苔形成的生物学机制，研究者目前常用的舌苔组学检测主要包括蛋白质组学、代谢组学以及微生物组学技术。

基于蛋白质组学技术，王忆勤等[23]对100 例慢性胃炎患者的腻苔进行研究，发现与正常组比较，腻苔中有69 个差异蛋白，非腻苔中有63 个差异蛋白，白腻苔中有52 个差异蛋白，黄腻苔中有62 个差异蛋白，另外腻苔与非腻苔相比有4 个差异蛋白，白腻苔与黄腻苔相比有2个差异蛋白。这些筛选出的蛋白标志物为慢性胃炎腻苔的客观化研究提供了一定的实验依据。

代谢组学因为更倾向于揭示一系列生物学事件发生的最终结果，所以更能准确反映机体的状态。李福凤等[24]分析40 例慢性胃炎患者腻苔中的代谢物，结果显示腻苔与非腻苔之间的差异代谢物有3-酮基乳糖、2-脱氧-D-核糖、UDP-D-半乳糖、变视紫红（质）、抗坏血酸盐、吡啶甲酸、组氨酸，腻苔与正常组之间的差异代谢物有3-酮基乳糖、UDP-D-半乳糖、白细胞三烯A4、维生素D2。这些差异代谢物主要参与糖代谢，其变化可能是慢性胃炎腻苔形成的物质基础之一。另外，已有研究者[25]发现舌苔中的肌苷、油酰胺、腺苷、N-乙酰葡萄糖胺、黄嘌呤这五种代谢物可能作为一种潜在的生物标志物，用于慢性胃炎的诊断。慢性胃炎幽门螺杆菌（HP）感染是公认的引起慢性胃炎发病的主要原因之一[26]。在23 例感染HP 的慢性胃炎患者舌苔研究中[27]，该课题组发现相较于未感染HP 的患者，这些感染者的舌苔中有4种氨基酸代谢产物：乙烯、头孢丙啶、γ-氨基丁酸和5-焦谷氨酸。而另一些研究者[28]通过检测80 例感染细胞毒素相关基因A 阳性HP的慢性胃炎患者舌苔，认为胃中的脂多糖合成上调可能导致了舌苔微生物群活性的改变。这也提示了慢性胃炎患者舌苔中潜在的已知或未知微生物群可能会影响舌苔代谢物的改变。

鉴于慢性胃炎HP 感染患者舌苔研究的结果，李福凤等[29-33]使用微生物组学技术探讨慢性胃炎患者舌苔中微生物的分布特征，发现慢性胃炎患者舌苔中多存在黏膜莫拉克氏菌和粘滑罗斯菌，其中黏膜莫拉克氏菌可能与腻苔的形成有关，而粘滑罗斯菌可能影响非腻苔的形成。进一步研究慢性萎缩性胃炎患者舌苔，结果显示舌苔中在门水平上的优势菌群包括厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门、梭杆菌门、放线菌门，深入探讨不同类型舌苔中的微生物，其中患者薄白苔与健康人薄白苔具有相似的核心菌群骨架，但也存在一定的菌群结构差异；而腻苔中微生物的优势菌属（链球菌属、普氏菌-7属和莫氏杆菌属）含量发生变化，下游的E-黏附因子和细胞间黏附因子-1 在腻苔中呈高表达，说明这些物质可能与腻苔的形成具有相关性。

从以上研究可知，相较于传统的生物化学检测，舌苔组学技术可以更全面、更深入地用于发现慢性胃炎舌诊的客观化指标，揭示舌苔形成的物质基础和变化机制。

3 问题与展望

舌诊作为中医四诊中具有鲜明特色的重要内容之一，在慢性胃炎的中医临床诊断中备受医家重视。近10余年来，广大研究者们运用多种现代科学技术手段开展了慢性胃炎舌诊客观化研究，取得了较好的成果，但是仍存在一些不足。一是舌象照片采集设备硬件参数的不统一，以及舌象信息特征的提取方法尚不够深入，导致获得的舌象参数种类杂乱且较为有限，从而影响了舌图客观化指标的分析。二是在舌苔物质组分研究中，大多数研究的样本量较少，因此影响了结果的准确性和可重复性。

在今后的研究中，主要有两个方向值得我们更深入地探索。第一个方向是使用舌诊仪采集患者的舌图像，再通过计算机算法识别、提取并分析图像中的客观信息，建立诊断模型。在这个研究方向上，舌象采集设备的标准、新一代便携式舌诊仪、移动APP 等的研制、改进以及基于人工智能算法的深层次图像信息提取是值得我们进一步挖掘的。未来这些成果将可能融入人们的日常生活中，为慢性胃炎的风险预警、病情变化及疗效评价提供含有中医特色的技术支持。第二个方向是运用与中医“整体观”理论相似的系统生物学方法，以患者舌苔样本作为切入点，扩大样本量，开展慢性胃炎及其中医证候的客观化指标以及发病机制研究。随着各种组学实验技术的飞速进步，我们正面临着一个生物大数据爆发的时代，因此引入多层组学整合研究将可能更全面、更深入地阐释舌诊在慢性胃炎病证发展中所发挥的重要作用。科学技术在不断进步，古老的中医舌诊更需要充分利用现代先进科技的力量，在客观化的方向上与时俱进，坚持创新，才能获得更好的继承与发展，从而保持永久的生命力。