基于UPLC-HDMS方法對健脾化濕法干預脾虛濕盛證肝癌患者的血漿代謝組學研究

王東 李晶潔 呂書勤

[摘要] 目的 采用代謝組學探究脾虛濕盛證肝癌患者發病機制及健脾化濕法干預的分子生物學效應。 方法 選取2017年6月～2019年6月新疆醫科大學附屬中醫醫院（以下簡稱“我院”）體檢中心體檢的50名平和質者作為空白組，選取我院收治的50例脾虛濕盛證肝癌患者作為對照組，50例服用四君子湯干預1個月的肝癌患者作為觀察組。采用超高效液相色譜-高清質譜聯用技術對三組入選者血漿樣本進行代謝組學分析。 結果 在入選對象血液樣品中共鑒定出谷胱甘肽、左旋谷氨酸等19個潛在生物標志物。與空白組比較，對照組中有6個表現為上升趨勢，13個表現為下降趨勢（P < 0.05或P < 0.01）。經四君子湯干預后，其中17個具有回調作用，調整差異有統計學意義（P < 0.05或P < 0.01）;根據這17個回調生物標志物找到D-谷氨酰胺和谷氨酸代謝、牛磺酸和牛磺酸代謝等6條相關代謝通路。 結論 脾虛濕盛證肝癌患者體內存在氨基酸代謝、花生四稀酸代謝、脂肪酸代謝、谷胱甘肽代謝等紊亂，四君子湯可能通過調節以上相關代謝通路對脾虛濕盛證肝癌患者具有調節作用。

[關鍵詞] 肝癌;脾虛濕盛證;超高效液相色譜-高清質譜;血漿代謝組學

[中圖分類號] R246.5 ? ? ? ? ?[文獻標識碼] A ? ? ? ? ?[文章編號] 1673-7210（2020）04（c）-0145-04

Study on plasma metabolomics of liver cancer patients with syndrome of dampness excessiveness due to spleen deficiency based on UPLC-HDMS

WANG Dong ? LI Jingjie ? LYU Shuqin

VIP Ward， Chinese Medicine Hospital of Xinjiang Medical University， Xinjiang Uygur Autonomous Region， Urumqi ? 830000， China

[Abstract] Objective To study the pathogenesis of liver cancer with syndrome of dampness excessiveness due to spleen deficiency by metabonomics and the molecular biological effect of the intervention of invigorating spleen for eliminating dampness. Methods Fifty persons with peace quality of blank group were selected from the physical examination center of Chinese Medicine Hospital of Xinjiang Medical University （hereinafter referred to as “our hospital”） from June 2017 to June 2019. 50 cases of liver cancer patients with spleen deficiency and dampness syndrome in our hospital were taken as control group and 50 cases of liver cancer patients taking Sijunzi Decoction for one month were taken as observation group. Metabonomics analysis of plasma samples from three groups of participants was carried out by using the technology of ultra-high performance liquid chromatography-high definition mass spectrometry. Results Nineteen potential biomarkers such as glutathione and L-glutamic acid were identified in the blood samples of the selected subjects. Compared with blank group， 6 of control group showed an upward trend and 13 showed a downward trend （P < 0.05 or P < 0.01）. After intervention of Sijunzi Decoction， 17 of them had callback effect， and the adjustment difference was statistically significant （P < 0.05 or P < 0.01）. According to these 17 callback biomarkers， 6 related metabolic pathways including D-glutamine and glutamate metabolism， taurine and taurine metabolism were found. Conclusion There are disorders of amino acid metabolism， arachidonic acid metabolism， fatty acid metabolism and glutathione metabolism in liver cancer of syndrome of dampness excessiveness due to spleen deficiency. Sijunzi Decoction may regulate the disorders by above metabolic pathways in liver cancer of syndrome of dampness excessiveness due to spleen deficiency.

[Key words] Liver cancer; Syndrome of dampness excessiveness due to spleen deficiency; Ultra-high performance liquid chromatography-high definition mass spectrometry; Plasma metabolomics

中醫體系是一個復合體系，其整體觀及辨證論治是中醫藥治療思路的兩大特色，而中藥方劑成分復雜，作用靶點眾多，使傳統的分析方法難以系統評價這種復雜的作用機制。代謝組學可以定性和定量分析生理病理刺激或遺傳變異誘導等產生的小分子生物代謝應答產物，再通過整合高通量信息提取技術和多元變量分析技術，以尋找相關的代謝產物及相應的代謝途徑[1]。代謝組學符合中醫藥多靶點、多層次作用的特點，對揭示中醫藥治療的生物學基礎及中醫藥的現代科學研究起到有力推動作用，是中醫藥現代化發展的重要研究方法[2]。本研究使用超高效液相色譜-高清質譜（UPLC-HDMS）聯用技術觀察脾虛濕盛證肝癌患者的血漿代謝學差異及健脾化濕法對其的干預作用，以探究其分子生物學效應，為肝癌脾虛濕盛證的早期診斷、預后評估、藥物干預治療等方面提供一定依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年6月～2019年6月于新疆醫科大學附屬中醫醫院（以下簡稱“我院”）體檢中心體驗的50名平和質健康體檢者作為空白組，于我院住院的50例脾虛濕盛證肝癌患者作為對照組，50例給予以四君子湯為主方干預1個月后的脾虛濕盛證肝癌患者作為觀察組。本研究經我院醫學倫理委員會批準。

1.2 診斷標準

原發性肝癌符合《原發性肝癌的臨床診斷與分期標準》[3]，所有患者均經組織學檢查證實為原發性肝癌。中醫脾虛濕盛證診斷參照《中醫病證診斷療效標準》[4]及《中醫證候辨治軌范（修訂版）》[5]，癥狀：①大便溏泄;②食欲減退;③食后或下午腹脹、喜按;④面色萎黃;⑤肌瘦無力。五項中具備三項以上便可確診為脾虛濕盛證。

1.3 納入標準

①符合以上原發性肝癌西醫診斷標準及中醫脾虛濕盛證證候診斷標準，且以原發性肝癌為第一診斷;②年齡18歲以上;③所有納入對象均自愿參加研究，并簽署知情同意書。

1.4 排除標準

①合并有活動性結核或嚴重感染性疾病;②有精神障礙或嚴重心腦血管疾病;③妊娠期或哺乳期婦女。

1.5 檢測方法

1.5.1 血液樣品采集與處理 ?抽取入選者清晨空腹靜脈血10 mL，于漩渦混合器（其林貝爾儀器制造有限公司，中國）內進行渦旋15 min，于KDC-160HR高速冷凍離心機（科大創新股份有限公司，中國）離心15 min（4℃，轉速14 000 r/min，離心半徑7 cm），取上清液400 μL進行真空干燥，再用100 μL的80%甲醇復溶，再離心15 min（4℃，轉速14 000 r/min，離心半徑7 cm），取上清液200 μL進行UPLC-HDMS分析。

1.5.2 UPLC-HDMS檢測 ?UPLC：采用UPLC液相色譜儀（Waters集團公司生產，美國），樣品檢測使用Acqiuty UPLCTMBEHC18色譜柱（100 mm×2.1 mm，1.7 μm）及UPLC C18保護柱（2.1 mm×5.0 mm），流速0.4 mL/min，柱溫40℃，樣品倉溫4℃。正離子（ESI+）模式：流動相A為蒸餾水+0.1%甲酸（北京迪馬科技歐泰科技發展中心，中國），B為乙腈（賽默飛世爾公司，美國）+0.1%甲酸;負離子（ESI-）模式：流動相A為蒸餾水，B為乙腈。血漿樣品梯度洗脫程序按操作說明書進行。質譜條件：樣品經UPLC分離后用Waters LCT Premier XE TOF質譜儀（Waters集團公司，美國）進行分析。離子源：加熱型電噴霧，采用電噴霧正離子（ESI+）和負離子（ESI-）掃描模式進行檢測，離子源溫度110℃，ESI+和ESI-模式噴霧電壓分別為1.3、1.5 kV，脫溶劑氣體流速750 L/h;錐孔氣體流速20 L/h;傳輸毛細管溫度350℃。全掃描方式，掃描質量范圍為100～1500 m/z。

1.6 統計學方法

采用UPLC-HDMS技術進行血液代謝輪廓分析，結合Progenesis QI2.1軟件（Waters集團公司，美國）進行色譜峰識別和峰值匹配，同時使用MassLynx V4.1軟件在HMDB及KEGG等檢索數據庫里進行數據降維及質譜矩陣信息獲取，以尋找潛在標志物。數據統計采用SPSS 20.0統計軟件，計量資料用均數±標準差（x±s）表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗，計數資料采用χ2檢驗。以P < 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 血清中潛在生物標志物信息分析

在入選對象血液樣品中，共鑒定出19個潛在生物標志物。與空白組比較，對照組中有6個生物標志物表現為上升趨勢，13個表現為下降趨勢（P < 0.05或P < 0.01）。比較對照組及觀察組，四君子湯對其中17個具有回調作用，調整差異有統計學意義（P < 0.05或P < 0.01）。見表1。

2.2 生物標志物相關代謝通路

將檢測具有調整作用的17個血液樣品中的生物標志物進行MetPA識別顯著代謝物富集通路分析。共找到6條相關代謝通路。見表2。

3 討論

肝癌作為目前死亡率居世界第三位的常見惡性腫瘤，筆者在臨床上對大量肝癌患者的診治中，發現很多肝癌患者表現為脾虛濕盛型，運用以四君子湯為主方進行健脾利濕治療，往往取得良好的療效。四君子湯是出自于宋代《太平惠民和劑局方》，是古今治療脾胃氣虛證的經典方劑[6]。本方由人參、茯苓、白術、炙甘草組成，其中君藥人參性甘溫，可以補中益氣，配合能健脾燥濕的白術，幫助脾胃運化去濕;同時佐以茯苓健脾滲濕，合炙甘草養陰益氣，調和諸藥，四味共奏補中益氣、健脾化濕之功。藥理發現四君子湯可調節患者的胃腸功能，增強機體免疫力，還能抗衰老，抗腫瘤等。李杏英等[7]使用黃芪四君子湯治療老年原發性肝癌放療患者，發現其可提高患者的免疫功能，且對放射具有明顯增敏效果。趙華[8]使用四君子湯治療晚期肝癌患者，發現其可降低患者胃腸道反應及白細胞低、發熱、貧血的發生率。吳正平等[9]發現四君子湯可提高大鼠的T、B淋巴細胞增殖能力，表明四君子湯可改善免疫系統功能。

本研究使用UPLC-HDMS方法共鑒定出19個潛在生物標志物，包括谷胱甘肽、左旋谷氨酸等。與健康者比較，脾虛濕盛證肝癌患者中有6個生物標志物表現為上升趨勢，13個表現為下降，表明脾虛濕盛證肝癌患者存在相關代謝紊亂。其中谷胱甘肽具有抗氧化和整合解毒作用，能保護受毒害的肝實質細胞，在機體生命活動中至關重要[10]。左旋谷氨酸經酶催化后，與血中過多的氨結合成無害的谷氨酰胺，防止氨中毒[11]。鳥氨酸參與腫瘤的生長、侵襲及轉移，有研究表明鳥氨酸的含量與腫瘤惡性程度分級呈負相關[12]。脯氨酸作為細胞膜及活性酶的保護物質，能夠抑制異常細胞增殖并誘導癌細胞凋亡[13]。酪氨酸是身體的天然止痛藥，具有抗刺激和抗抑郁的作用，而酪氨酸在癌癥患者中含量明顯降低[14]。本研究發現鳥氨酸、脯氨酸等氨基酸在肝癌患者血漿內的生物合成明顯降低，估計與腫瘤微環境的改變密切相關。另外，牛磺酸、牛磺熊去氧膽酸等膽汁酸在脂肪代謝中起著重要作用，可促進腸道及肝臟中脂肪和膽固醇的運輸與排泄，是吸收膳食脂肪和維生素的基礎[15]。花生四烯酸可酯化膽固醇，增加血管彈性，降低血液黏度，對預防心血管疾病、糖尿病和腫瘤等具有重要功效[16]。泛酸是輔酶A的組成部分，而輔酶A主要參與蛋白質、脂肪、糖代謝有關的三羧酸循環，故泛酸及輔酶A是機體代謝必不可缺少的物質[17-19]。甲基丙二酸在輔酶作用下轉化為琥珀酸，甲基丙二酸排泄障礙會使琥珀酸脫氫酶活性下降，導致神經及多臟器受損[20]。維生素K2主要作用是維持機體的正常凝血功能，日本大阪市立大學Habu等的一項初步研究顯示，維生素K2可預防肝硬化進展為肝癌[21]。近幾年研究發現，維生素K2可抑制白血病、骨髓增生異常綜合征等疾病代謝，具有明顯的抗腫瘤作用[22]。本研究發現肝癌患者中的牛磺酸、牛磺去氧膽酸等膽汁酸降低，花生四烯酸、泛酸、維生素K2升高，輔酶A、甲基丙二酸降低，由此可見，肝癌患者存在脂類代謝、花生四稀酸代謝、三羧酸循環障礙等紊亂。

經使用四君子湯加減健脾化濕后，本研究發現脾虛濕盛證肝癌患者中17個生物標志物具有回調作用，提示四君子湯對其有效調整，可改善患者相關代謝紊亂。且經過這些代謝物富集通路分析，發現D-谷氨酰胺和谷氨酸代謝等6條代謝通路，提示脾虛濕盛證肝癌的形成、發展與這6條代謝路徑紊亂密切相關。通過四君子湯干預后，可經過以上代謝通路使得部分潛在生物標志物回調，從而改善脾虛濕盛證肝癌造成的氨基酸代謝、脂類代謝、花生四稀酸代謝等紊亂，對相關機體功能紊亂起到保護和調節作用，改善脾虛濕盛證肝癌患者的疾病狀態。

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（收稿日期：2019-11-12 ?本文編輯：李亞聰）