代谢组学在肝病中医证候研究中的应用述要

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代谢组学是继转录组学、基因组学及蛋白组学之后的新兴研究方法，重点研究生物整体、器官或组织的内源性代谢物质的代谢途径，以及受内外因素的影响、随时间变化的规律。证候是中医学的核心概念，是机体在某一病理状态下的宏观概括。代谢组学可以通过分析机体某一阶段代谢物质的变化和代谢通路的调控网络，揭示中医证候的内在客观机制。借助代谢组学等研究方法比较不同中医证候的代谢组学数据，明确不同证候的代谢差异，可以为中医证候的微观实质研究提供依据。

本文通过综述代谢组学在肝癌、肝硬化、肝炎等肝病中医证候研究中的应用情况，探讨肝病中医证候的内在机制，以期为中医临床实践提供一定的参考。原文已发表于《上海中医药杂志》2024年第3期综述栏目。

刘雅荣等借助核磁共振波谱（NMR）技术检测肝癌脾虚湿盛证、非脾虚湿盛证和正常人群血浆中的代谢物质，发现与正常人群相比，肝癌脾虚湿盛证患者血浆组氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、谷氨酰胺、缬氨酸、乳酸、肌酸、胆碱等氨基酸和小分子物质的水平降低，极低密度脂蛋白胆固醇、乙酰乙酸、丙酮水平却升高；与肝癌非脾虚湿盛证患者相比，肝癌脾虚湿盛证患者血浆亮氨酸、异亮氨酸、谷氨酰胺、组氨酸、酪氨酸、肌酸、肌酸酐水平降低。提示肝癌脾虚湿盛证患者体内糖脂代谢更为紊乱，相关蛋白合成受阻，蛋白表达功能受限，愈后往往更差。

魏滨等借助气相色谱质谱联用（GC-MS）技术检测肝癌和大肠癌术后患者血浆代谢产物，结果显示二者湿热证的共同代谢物为甘氨酸、尿素、丙酸、山梨醇，肝肾阴虚证的共同代谢物为L-色氨酸、尿素、甘氨酸、丙氨酸，脾虚证的共同代谢物是葡萄糖、肌醇、尿素、L-赖氨酸、L-色氨酸；与隐证（无证可辨，下同）和健康人群相比，湿热证、脾虚证术后患者血浆代谢物水平大多存在差异。

陈群伟等采用基于NMR技术的代谢组学研究方法分析肝癌阳虚证和非阳虚证患者的血清代谢物质，共找到6种差异代谢物，即乳酸、异亮氨酸、脂类、胆碱、低密度脂蛋白、葡萄糖，上述代谢物水平在肝癌阳虚证患者血清中明显降低。

郭孜等基于GC-MS的尿液衍生化方法分析肝硬化不同中医证型患者的代谢离散趋势，发现肝肾阴虚证、脾虚湿盛证、湿热内蕴证、血瘀证患者的体内代谢模式存在明显差异，其中支链氨基酸在肝肾阴虚证与湿热内蕴证患者的尿代谢物中存在差异性，据此推测不同的代谢模式造成了肝硬化的不同中医证候临床特点。

赵超群等采用气相色谱-飞行时间质谱联用（GC-TOF/MS）技术检测乙型肝炎肝硬化患者血清中的代谢物质，结果发现肝胆湿热证、肝肾阴虚证患者有6种共同代谢物，包括D-2-羟基戊二酸、2-羟基丁酸、L-阿拉伯糖、L-丝氨酸等；进一步将肝胆湿热证的特异性代谢物瓜氨酸、尿素、棕榈油酸、棕榈酸等进行代谢通路分析，结果发现肝胆湿热证的代谢通路为亚油酸代谢，将肝肾阴虚证的特异性代谢物L-苏氨酸、L-阿拉伯糖醇、戊二酸等进行代谢通路分析，结果发现肝肾阴虚证的代谢通路为丝氨酸、苏氨酸及甘氨酸代谢。

代谢通路不同造成了证候表现上的差异，为同病异证在代谢层面上的区分提供了科学依据。Wang等采用GC-MS联合液相色谱-质谱联用（LC-MS）技术对肝硬化患者的尿液进行代谢组学分析，发现与健康人群相比，肝肾阴虚证患者尿液中乌头酸、柠檬酸盐、2-戊二酸水平变化明显，提示能量代谢异常；湿热蕴结证患者尿液中马尿酸盐、4-吡啶羧酸水平变化显著，提示肠道微生物代谢异常。尿液代谢物的差异为乙型肝炎肝硬化辨证分型提供了可靠的生物学证据。

黄亚丽等借助超高效液相色谱与四极杆-飞行时间串联质谱联用（UHPLC-Q-TOF/MS）技术对肝硬化血瘀证与阴虚证患者的血清进行代谢组学分析，发现二者存在10种差异代谢物，包括柠檬酸、异亮氨酸、谷氨酰胺、3-羟基丁酸等，主要集中于氨基酸和脂肪酸类。

李维薇等采取GC-MS方法对婴儿巨细胞病毒肝炎患儿的尿液样本进行代谢组学分析，发现湿热内蕴证与柠檬酸、D-葡萄糖、1，3-丙二醇等10个差异性代谢物有关，涉及柠檬酸循环、苯丙氨酸代谢紊乱；脾虚湿困证与苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸等12个差异性代谢物相关，涉及赖氨酸的生成、降解及氨酰tRNA合成、组氨酸代谢等代谢通路的紊乱；气滞血瘀证与D-葡萄糖、草酸、棕榈酸等13个差异性代谢物相关，涉及赖氨酸的合成与降解、氨酰tRNA生物合成、乙醛酸及二羧酸代谢、柠檬酸循环等代谢通路紊乱。

Sun等采用GC-MS技术检测慢性乙型肝炎虚证、实证患者尿液和血液样本中的代谢物质，与隐证患者相比，实证和虚证患者分别提取到22种和17种差异代谢物，其中吡喃木糖苷可用于虚证的诊断，核糖酸、尿酸、D-核糖和环己酮则可用于实证的诊断；进一步研究相关代谢通路发现，实证患者的免疫功能高于虚证患者。

Dai等对非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）脾虚证患者血清进行代谢组学分析，发现NAFLD脾虚证的物质基础包括谷胺酰胺、甘油酸、丙酮酸、异丁酸、异戊酰肉碱等25种，可将其分为氨基酸、糖类、有机酸、脂肪酸、肉碱5类。苟小军等采用GC-MC技术分析NAFLD肝胆湿热证患者尿液的小分子代谢物，与隐证患者、健康人群相比，肝胆湿热证患者的差异性代谢物有色氨酸、尿嘧啶、醋酸、岩藻糖等12种，这12种特异性代谢产物可以作为诊断NAFLD肝胆湿热证的潜在生物标志物，认为NAFLD肝胆湿热证与赖氨酸生物合成、色氨酸代谢、糖异生或糖酵解这3条代谢通路相关。

马欣等借助GC-MC技术研究NAFLD合并肝损伤患者的证候物质基础，结果显示湿热内蕴证、肝郁脾虚证存在亚油酸、麦芽糖、肌醇、组胺等11类差异代谢物，可归为氨基酸、糖类、胺类、脂类，其差异代谢物富集通路为氨基酸、糖类、脂类代谢通路。王喜军团队应用超高效液相色谱-质谱联用（UPLC-MS）技术分析典型黄疸综合征（JS）的代谢模式，发现了JS的44个代谢通路特点，进一步分析发现谷氨酸代谢、丙氨酸和天冬氨酸代谢、酮体合成和降解这3条功能通路与JS紧密相关，进而构建了阴黄证与阳黄证的特征性代谢识别模式。

代谢组学可以通过分析生物样本中代谢产物的变化，探索与中医证候相关的生物标志物和代谢通路，从而揭示中医证候的生物学基础和病理机制。中医学的优势与特色集中体现在以辨证论治为基础的个体化治疗方面，辨证是整个诊疗过程的核心环节。虽然代谢组学在中医证候研究方面的应用具有广阔的前景，但尚处于初级阶段，二者的交叉融合仍面临一些挑战。

根据研究目的和方法的不同可以将代谢组学划分为靶向代谢组学和非靶向代谢组学：靶向代谢组学针对检测样本中的特定代谢物进行分析，具有较高的灵敏性和特异性；非靶向代谢组学则是对检测样本中的代谢物做全面分析，因此更具系统性和综合性。如何兼顾系统性和灵敏性，是代谢组学研究中的关键问题。此外，代谢组学检测可选择血液、粪便、尿液、组织、细胞、培养液等不同样本，检测时需要考虑样本种类、采集时间、采集地点、储藏、处理等因素，且不同生物个体之间存在一定的差异，诸多因素会导致分析结果的不同 。另一个值得关注的问题是，虽然目前代谢组学能够检测的物质达几百种，但在整个代谢谱中所占的比例仍十分有限，不能反映机体代谢的全貌；不仅如此，物质功能和代谢通路的调控机制非常复杂，虽然代谢组学可以明确代谢物在不同条件下的变化情况，但如何科学地解释这些变化与具体生理病理过程之间的关系仍值得思考。

代谢组学在中医证候研究领域的应用不断拓宽，其数据通常是高维的，需要进行复杂的统计与信息归纳分析，这对实验人员的操作与数据处理能力有着较高的要求，如何科学地解读、分析和归纳数据，是代谢组学研究的重要环节。不同实验平台之间的数据难以整合与比较，这也给数据的验证与解读带来了一定困难。

目前使用的主成分分析是广泛使用的多变量模式识别方法，需要对主成分进行数据降维，这一过程可能会丢失部分数据；偏最小二乘法用于建立回归方程，可以对较少的样本进行建模和筛选，但仅限于定性分析，且对数据异常值比较敏感，可能会导致模型不稳定；人工神经网络在处理多变量组分、规律复杂的数据上明显具有优势。因此，在代谢组学的分析过程中，只有将数据处理技术、多元统计分析技术、可视化软件有机结合起来，才能得到相对可靠的代谢组学数据。

此外，代谢组学是对氨基酸、糖类等物质进行检测，这些物质均属于下游代谢产物，受基因、蛋白等调控，因此联合应用蛋白组学、基因组学等多组学技术，才能更好地解释中医证候演变的具体机制，从而为中医的诊断和治疗提供客观、准确的依据。

目前中医证候的诊断标准尚未完全统一，即便通过专家共识、文献报道等方法制定出了分型标准，仍然需要医生在采集患者病史、症状、体征等信息的基础上，将获得的信息与制定的证候标准进行对比，这就要求临床医生对中医证候有深刻而准确的认识，因此中医证候的判定在一定程度上与医生的经验和诊疗思维有关。这种主观思维会影响中医证候代谢组学研究检测样本的选择，进而制约其规范性。与此同时，研究对象年龄、性别、基础疾病、服用药物等不同因素也会对样本产生影响，获取血液、组织、细胞等有创性样本时亦存在临床伦理的限制和要求。

总体来看，目前中医证候的代谢组学研究相对较少，数据结果的可重复性存疑，且大多只涉及虚实、寒热等基本中医证候，相关研究仍处于不断探索和完善中。在当前背景下，中医证候的代谢组学研究多局限于同病异证层面，仅获得同病异证之间的代谢物质差异；在异病同证方面，不同疾病之间缺少临床基线资料的比较，因此分析得出的差异代谢物是否能够作为该证型的潜在生物标志物，尚需进一步验证。

代谢组学作为一种新兴检测技术，具有整体性、集成性、系统性、动态性等特点，与证候的整体性及证候演变的动态性高度契合，有利于推动中医证候学的规范化和科学化研究进程，在现代众多中医证候的研究方法中具有明显优势和特色。通过比较不同病证之间代谢通路及代谢物质的差异，进而对中医证候进行辨识和分类，有助于个体化中医诊断和治疗方案的制定。肝系疾病中医证候的相关代谢组学研究已经成为业内热点，该技术可以从代谢物水平的角度为探讨中医证候的生物学本质提供方法。

虽然中医证候的代谢组学研究在生物样本采集与制备、数据分析与处理、证候标准的规范、生物学解释与关联等方面存在一些问题，但相信随着顶层设计的日趋完善、代谢组学技术的不断进步，这些问题也会逐步得到解决。未来，还需加强多组学技术与中医证候科学化之间的交叉研究，探究差异代谢物上游基因与蛋白的变化特点，以不断丰富和拓展中医证候规范化研究手段，科学阐释中医证候的内在变化规律，助力中医客观化研究，指导中医临床决策，从而进一步提高临床疗效。

刘海亮，洪靖，潘波，等.代谢组学在肝病中医证候研究中的应用述要[J].上海中医药杂志，2024，58（3）：97-100.

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