代谢组学在中医儿科学的研究进展

代谢组学在 中医 儿科 学 的研究进展

李妙媛 郭钦源 （通讯作者） 韦星成 唐坤泉 卢火清

柳州市妇幼保健院 广西柳州 545001

摘要：在中医儿科学领域，代谢组学研究集中于小儿肺系疾病，且主要聚集在寻找不同证型之间或某一病证与正常对照组的差异性代谢物或代谢通路。本文对代谢组学在中医儿科的应用情况进行综述，以期更好地服务于中医儿科临床实践工作。

关键词： 代谢组学；儿科；证型；代谢差异；代谢通路

代谢组学^[1,2]是研究生物体系的代谢途径的一门学科，是对一定的时间和条件下生物系统细胞中所有小分子代谢物进行定量和定性分析，能够反映生物机体的代谢特点，阐明生物内源性代谢物的总体规律，并将在内外因素影响下产生的代谢物质的变化水平与生理病理相联系。代谢组学具有取样简便，检测精度高、快捷、特异性高、灵敏度强等优点，在儿科学中得到了较好的应用，逐步受到研究者的关注。下面将从代谢组学在中医儿科研究近况进行阐述。

1 证型间的代谢差异

目前，代谢组学在中医儿科领域的应用，主要集中在研究中医证型间的代谢差异。中医证型的不同，其代谢产物谱也不同^[3]。苟小军等^[4]对儿童哮喘不同中医证型患者进行代谢组学研究，采用 GC/MS 技术检测健康儿童、气阴两虚证哮喘患儿以及肺脾气虚哮喘患儿尿液中的小分子代谢产物，结果发现：两种中医证型患儿的代谢谱具备较好的分离趋势，与健康儿童组能够区分开来；两种中医证型患儿的尿液中丁酸、磷酸盐等八种代谢产物的相对含量差异显著，认为这些代谢产物可能是中医证型分型的物质基础。姜茗宸^[5]通过GC-MS技术能够较好区分小儿哮喘发作期痰热阻肺证、缓解期肺脾气虚证与健康小儿呼出气冷凝液代谢物有一定差别；在两个时期中的不同证型间有着不同的代谢差异物和不同的代谢通路改变，并对小儿哮喘证型的代谢模式进行了初步阐释。边逊等^[6]在毛细支气管炎不同中医证型的代谢组学研究中，共纳入22例健康儿童、20例毛细支气管炎风热闭肺证患儿和57例痰热闭肺证患儿。使用GC-MS技术检测受试儿童的尿液样品，对尿液样品进行代谢图谱分析，并鉴定出潜在的生物标记物。结果显示：细支气管炎感染组与正常对照组在尿代谢物的表达存在显著的差异性，并筛选出21种差异性代谢物标志；在不同类型的中医证型之间，小分子代谢物的含量也存在显著差异；筛选出13种在两证型之间具有统计学差异的生物标志物。白晗^[7]研究发现，过敏性紫癜儿童与健康儿童代谢状况存在显著性差异，过敏性紫癜血热妄行证与风热伤络证的代谢状况亦存在显著性差异。中医症候是中医学研究中的一个重要内容，处于整个中医药理论体系的核心^[8]。对于中医儿科领域，代谢组学研究在中医症候方面的深入发展，未来可为中医儿科证候学标准化的制定提供新思路。

2 代谢通路及治疗反馈

疾病代谢通路及治疗反馈是研究者关注的重要内容，也是代谢组学在中医儿科领域应用的重要组成部分。陶嘉磊等^[9]采用GC-MS/MS技术对小儿支气管哮喘发作期痰热阻肺证、非痰热阻肺证尿液代谢物进行代谢组学研究，探寻中医证候学标记物，并通过 Metaboanalyst分析来确定异常的代谢通路。结果显示：与健康组相比，哮喘发作期患儿尿液中肌醇等14种物质含量降低，氨基丙二酸含量增加，主要涉及赖氨酸降解等5种代谢途径；与哮喘发作期非痰热阻肺组的儿童相比，痰热阻肺组的儿童尿液中草酸等9种物质的含量降低，主要涉及戊糖磷酸途径等4种代谢通路。杜丽娜^[10]采用UPLC-LTQ/Orbitrap-MS分析代谢组学可以初步解释和区分呼吸道合胞病毒(RSV)肺炎痰热闭肺证与健康正常儿童的不同代谢模式。指出RSV肺炎痰热闭肺证患儿的血浆和尿液主要表现为色氨酸、甘油磷脂代谢紊乱。代谢组学的研究角度，能够反馈出药物治疗疾病的疗效，为评价药物疗效提供一个新的路径^[11]。动物实验表明^[10]：受RSV感染的BALB/c小鼠的血浆和肺组织主要表现为色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸的生物合成、苯丙氨酸代谢、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成、甘油磷脂代谢和鞘磷脂代谢发生紊乱；而金欣口服液可以显著减轻RSV感染小鼠的肺部炎症，并可部分调节RSV感染引起的代谢紊乱，主要调节苯丙氨酸等代谢通路起作用。任靖等^[12]采用GC-MS技术对病毒性肺炎风寒郁肺型患儿及健康儿童的血清进行代谢组学研究，结果发现有机酸等差异性代谢物及代谢通路的确定，可以很好地鉴别风寒郁肺证患儿与健康儿童，认为病毒性肺炎风寒郁肺证具有差异代谢物及代谢通路，这可能与病毒感染引起的体内的多条能量代谢通路相关。贺丽丽等^[13]采用GC-MS技术对婴儿巨细胞病毒(cytomegalovirus, CMV) 肝炎脾虚湿困证进行代谢组学研究，将婴儿CMV 肝炎脾虚湿困证儿童及正常儿童分为疾病组和对照组，并对两组儿童的血液、尿液进行代谢组学分析，结果发现：两组血浆和尿液代谢物差异显著，筛选出27种不同的代谢物，发现10条代谢通路，主要涉及氨基酸代谢异常。

3 问题与展望

代谢组学技术在儿科的应用有了很大进展。代谢组学技术与传统检验方法相比，具有独特优势^{[[14, 15]}：样本易得且需要的样本量极少，仅需要对微升级数量的样本进行检测，具有精确、快速、灵敏度高、特异性好、损伤小等优势，对于血浆、尿液、粪便、痰液、唾液等样本均适用。但是，代谢组学研究亦面临生物系统复杂性带来的技术难题：代谢产物的动态变化范围大、个体差异性大，且容易受到如年龄、性别等许多内在因素以及饮食、睡眠、实验方法诸多外在因素的影响，故需要结合多种技术手段对代谢物谱进行全面分析。

目前，中医儿科代谢组学的研究仍集中于证型的差异代谢研究及具体代谢通路分析，尤以呼吸疾病为主，还有很大的开发空间，可以进一步研究分析中医治疗干预后的代谢组学结果，从而为中医治疗的作用机制客观化、疗效标准化提供支持。随着代谢组学技术的不断发展与完善，代谢组学在儿科领域的研究也将更为广泛和深入。于此同时，代谢组学可以与基因组学、蛋白质组学、酶学等多学科进行学科融合，也是未来代谢组学研究的一个新思路，将能更好地服务于儿科临床工作并促进更多相关医学课题得到解决。

参考文献

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基金项目：广西中医药适宜技术开发与推广项目《灌肠疗法治疗手足口病的临床观察及代谢组学研究》

项目编号：GZSY20-57