代谢组学在糖尿病中医药研究中应用现状

　　代谢组学是研究生物体在受到外界刺激或扰动后其代谢产物种类、数量及其变化规律的学科，它以一类指标分析为基础，运用高通量的检测手段和数据分析方法，定性定量地研究生物体的代谢终端产物，以求获得相关的生物标记代谢物，从而揭示生物体在疾病时的整体状态。这种将生物体视为整体系统，运用代谢组学和全面性系统策略研究疾病发展过程的观念与中医学“整体观念”有着本质的相通性，因此，21世纪代谢组学很快运用于中医药研究中，并取得了一定成果。兹就近年来代谢组学在糖尿病（dm）领域中的中医药研究概况介绍如下。　　1 代谢组学在糖尿病研究中的优势

　　dm是严重威胁人类健康的常见代谢性疾病，其慢性并发症致死致残率很高，伴随着社会的发展，其发病率越来越高且年轻化趋势明显。中医药治疗dm有重要价值，但dm复杂的发病机制和中药治疗的药物基础不明确也阻碍了中医药对dm的研究。在“代谢组学”概念提出之前，nicholson等[1]实验性地运用核磁共振（nmr）技术分析正常人和dm患者的尿液和血液，并发现dm患者样品中某些代谢物与正常人样品中的含量存在明显差异。这一意外发现，对中医药dm研究有着非同一般的启示意义。

　　作为典型的代谢性疾病，dm的发生主要包括代谢紊乱和内分泌失调两个方面，其发展过程伴随着糖、脂、蛋白质等诸多物质代谢异常。正因如此，其他研究方法很难全方位把握dm各个发展阶段内源性代谢物的变化。代谢组学可以对生物系统代谢物进行全面分析，也可以对代谢物因内源性和外源性影响而发生的暂时变化进行分析和概括，并以其高精密度的仪器、数据分析方法和化学计量手段保证疾病研究要求的可靠性。在疾病研究中相比于基因组学、蛋白组学有其独特优势，在dm的研究中优势更明显。

　　2 代谢组学用于糖尿病中医证型研究

　　作为一种慢性疾病，dm的发展往往伴随着糖、脂肪及蛋白质等诸多物质代谢紊乱。因此，从众多代谢产物中找到dm相关的代谢物质对疾病机理的研究十分重要。戴氏[2]利用nmr的代谢组学方法，初步建立了dm尿液和血液的代谢模型，发现乳酸、肌酐、柠檬酸及牛磺酸等为dm的特征代谢物质。这对dm中医证候的研究具有一定意义。有人通过对233篇dm中医证候的文献分析，发现气阴两虚、阴阳俱虚、阴虚热盛和气虚血瘀为出现频率最高的4种证型[3]。而张氏[4]在研究了dm的中医证候后，认为肾虚痰瘀是dm重要的病理结果，也是其并发症的致病因素。

　　2.1 气阴两虚

　　气阴两虚证是由于脾虚水谷精微运化功能不足，肾温煦、滋养功能失常所致。一般认为，dm以阴虚为本，其病位多在肺、脾、肾，而以脾、肾虚损为主；dm的证候多表现为虚实夹杂，而气阴两虚是其病情迁延的常见证候[5]。陈氏[6]运用气相色谱-质谱联用（gc-ms）的代谢组学检测方法分析dm早期气阴两虚证与健康对照组存在的内源性代谢产物差异。结果表明，dm气阴两虚者上调的代谢产物有2-羟基丁酸、葡萄糖、尿素、半乳糖、棕榈酸和硬脂酸，下调的代谢产物有甘氨酸。说明dm气阴两虚证与脂代谢、糖代谢以及蛋白质代谢紊乱有关。　　2.2 阴阳两虚

　　阴阳两虚多发生于dm的中后期。虽然dm致病因素多，但多由阴虚燥热所致。气随阴伤导致气阴两虚，而气虚损伤于阳最终可致阴阳俱虚之证。郜氏[7]通过研究阴阳俱虚2型dm大鼠模型的建立标准，发现阴阳俱虚dm的大鼠血清三酰甘油、总胆固醇、低密度脂蛋白、血浆皮质醇水平、血栓素b2水平升高，胰岛素水平、游离三碘甲腺原氨酸、6-酮前列腺素1α水平降低。提示阴阳俱虚可能与dm脂代谢、蛋白质代谢及胰岛功能紊乱有关。　　2.3 阴虚热盛

　　中医认为，dm（消渴）初期积热伤阴，阴虚燥热为本病的主要病机。随着病情的发展，燥热伤阴导致气虚，出现气阴两虚证候；阴损及阳，继而在疾病后期出现阴阳俱虚的症状。因此，消渴初期对阴虚热盛的治疗就显得十分关键。有文献资料表明，阴虚热盛型dm大鼠的血糖、血清三酰甘油、总胆固醇、低密度脂蛋白及血浆皮质醇水平显著高于正常大鼠。此外，血栓素b2也高于正常大鼠，而6-酮前列腺素1α则低于正常水平[8]。由此可以推断，阴虚热盛型dm可能与脂代谢、糖代谢及内分泌系统的紊乱相关。　　2.4 气虚血瘀

　　阴虚是伴随dm病情发展的主要证候，阴虚日久，导致气虚。“气为血之帅”，气虚使血液运行不畅，导致瘀滞，即“虚气留滞”；又因气不行津，导致水湿痰饮停聚，间接引起血流不畅而产生血瘀，即“至虚之处，必有留邪”，所以，气虚血瘀是dm发展过程中的重要证候，也是dm并发症发展的重要原因。李氏等[9]运用核磁共振谱代谢组学研究了气虚血瘀证大鼠的尿液成分含量变化，发现柠檬酸、琥珀酸和α-酮戊二酸含量明显下降。而这些内源性代谢物与线粒体功能有关，提示气虚血瘀可能与糖代谢紊乱有关。　　2.5 肾虚痰瘀

　　肾主藏精，为先天之本，肾虚往往导致阴阳两虚，进而引起体内津

液运行不畅，气滞血瘀，聚湿为痰，最终出现肾虚痰瘀证。在dm发展中，痰瘀既是病理产物，也是致病因素，因此，肾虚痰瘀为dm重要病机。尤氏等[10]通过对2型dm肾虚痰瘀证血清代谢组学研究发现，患者血清代谢成分中α-葡萄糖、β-葡萄糖和极低密度脂蛋白均有升高，而苯丙氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、乳酸、柠檬酸以及肌酸酐等较健康人低。提示患者体内的糖酵解途径和三羧酸循环被抑制。表明dm患者后期血清代谢组变化可能与氨基酸代谢、脂代谢和糖代谢有关。　　3 代谢组学在糖尿病中医治疗研究中的应用

　　中医药治疗dm以益气养阴为主，针对dm不同证候辅以补肾健脾、滋阴清热和活血化瘀之法。相比于化学药物，中药更注重调理患者的全身机能，改善机体的气血津液。通过辨证论治调节人体各个脏腑的功能，防治并发症，延长dm患者的寿命。 　　3.1 复方研究

　　复方是中医治疗疾病的主要方式，根据君臣佐使的配伍原则，对疾病的主要病因和并发症进行针对性治疗，具有多靶点、多层次、多环节的作用特点。 中药复方治疗dm主要通过改善患者的胰岛素抵抗，调节因dm引起的糖和脂肪代谢紊乱，在降低血糖效率方面尚不及化学药物。中药复方与化学药物联合使用，可减少化学药物的剂量，减轻毒副反应，同时可以改善人体机能，提高免疫功能。

　　3.1.1 葛根芩连汤 葛根芩连汤由葛根、黄芩、黄连和甘草组成，功效清泻里热、解肌散邪，是中医治疗急性腹泻的经典方剂。具有抗菌、解热、抑制胃肠动力、抗心律失常、增强机体免疫功能等药理作用。陈氏[11]分析了dm模型大鼠、正常大鼠和灌胃葛根芩连汤后大鼠尿液中的内源性代谢物区别。通过高效液相色谱法（hplc）和液相色谱-质谱联用技术（lc-ms）对大鼠的尿液进行成分分析，再对检出的化合物进行主成分分析（pca）和偏最小二乘法-判别分析（pls-da），最终找到了31个潜在的代谢标记物。通过代谢组学的研究分析，发现葛根芩连汤对dm有一定的防治作用。

　　3.1.2 金匮肾气丸 金匮肾气丸是温补肾阳的经典方剂，由熟地黄、山药、山萸肉、茯苓、牡丹皮、泽泻、肉桂和附子组成。全方温阳药和滋阴药配伍使用，从阴引阳，滋阴以生气，助阳以化水，补肾阳而使气化正常。现代药理研究表明，金匮肾气丸对糖尿病引起的糖、脂代谢紊乱有调节作用[12-13]。李氏等[14]采用lc-ms分析了金匮肾气丸治疗肾阳虚时总苷成分代谢变化。通过对比体内外样品色谱图中的各色谱峰，共发现17个总苷化学成分，包括6个已知代谢产物和3个未知的物质，其余均以原型的形式被检出。该研究对确定金匮肾气丸治疗dm，改善糖、脂代谢的物质基础有重要参考价值。

　　3.1.3 交泰丸 交泰丸由黄连和肉桂组成，功效清心除烦、引火归

元。黄氏[15]运用nmr氢谱研究了dm大鼠和dm患者血清的代谢组学变化，发现黄连和肉桂虽然都可以降低血糖，但机制不同。其中黄连通过影响三羟酸循环促进葡萄糖氧化，而肉桂以调节脂肪代谢和促进葡萄糖的无氧酵解为主。当二者配伍组成交泰丸时，与模型组比较，丙氨酸、谷氨酸和蛋氨酸则成为主要的差异成分。说明二者在原有降糖基础上产生了新的抑制糖异生途径，这也解释了黄连和肉桂配伍组成交泰丸治疗dm的合理性。

　　3.2 单味中药研究

　　现阶段单味中药治疗dm研究主要集中在治疗机制和物质基础研究两方面。相比于中药复方，单味中药成分少，进入机体后的环节、靶点都相对简单。代谢组学技术的运用，对确定此类单味中药治疗dm的物质基础和治疗机制十分关键，对中药降糖药的开发和发现新的疾病治疗方法有着重要的意义。

　　3.2.1 黄连 黄连具有清热燥湿、泻火解毒的功效。现代药理研究表明，黄连对dm有一定的治疗作用。王氏等[16]运用代谢组学方法研究了黄连对2型dm的治疗机理。采用gc-ms对大鼠尿样中内源性物质进行了含量测定，发现12个与dm有关的代谢物。喂饲黄连后，其中的7个代谢物质出现上调，氨基丙二酸和l-抗坏血酸出现显著性调节。该研究结果显示，黄连有确切的降低血糖、血脂及抗氧化作用。说明黄连可以抑制dm并发症的发生和发展。

　　3.2.2 莲子心 莲子心为睡莲科植物莲的成熟种子的绿色胚芽。刘氏等[17]研究发现，莲子心含有的甲基莲心碱对实验性dm大鼠有降糖和调血脂作用。