基于代謝組學的銀屑病中醫證治研究進展

唐雪勇，李鑫，楊志波，刁慶春

綜述

基于代謝組學的銀屑病中醫證治研究進展

唐雪勇1，2，李鑫3，楊志波2，刁慶春1

1.重慶市中醫院，重慶 400021；2.湖南中醫藥大學第二附屬醫院，湖南 長沙 410005；3.湖南中醫藥大學中醫診斷學湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410208

銀屑病是臨床常見的慢性復發難治性皮膚病之一，中醫證候內涵闡釋和方藥作用機制研究一直是銀屑病中醫基礎研究的熱點。代謝組學已廣泛運用于中醫證候、方藥評價、藥效基礎、中藥毒理、針灸效應等多個中醫藥研究領域。本文綜述近年來國內外基于代謝組學技術開展的銀屑病中醫證治基礎研究進展，并就當前銀屑病中醫證治代謝組學研究中存在問題進行總結和展望，為銀屑病中醫證候精準診斷、證候演變規律、方藥療效評價及藥效物質基礎等進一步深入研究提供新思路。

銀屑病；代謝組學；中醫證候；方藥評價；藥效基礎；綜述

銀屑病作為皮膚科的中醫優勢病種，其辨證分型仍缺乏統一標準，證型的臨床界定和精準診斷仍具有模糊性，中藥復方或制劑療效存在不確定性，困擾著本病的中醫藥臨床防治[1]。隨著臨床代謝組學日益興起，在中醫證候、方藥評價、藥效基礎、中藥毒理、針灸效應等多個研究領域得以廣泛應用，以其多層次、多靶點、整體動態性、時空復雜性等優勢為中醫藥研究創造有利條件[2]。近年來，基于代謝組學技術和生物信息學方法，銀屑病中醫證候基礎與方藥療效評價等方面研究取得了積極進展，本文綜述近年來國內外基于代謝組學技術開展的銀屑病中醫證治基礎研究，以期為銀屑病中醫證候精準診斷、證候演變規律、方藥療效評價及藥效物質基礎等進一步深入研究提供新思路。

1 代謝組學技術概述

代謝組學作為新興系統生物學重要分支，從人體代謝網絡終端出發，借助組群指標分析、高通量檢測、數據處理等方法，描繪內外因素干預下整體代謝變化軌跡，進而反映疾病的病理生理過程[3]。其主要分析技術平臺包括核磁共振（NMR）、液相色譜質譜聯用（LC-MS）、氣相色譜質譜聯用（GC-MS）等[4]。代謝組學研究方法有靶向代謝組學和非靶向代謝組學，近年來，整合非靶向、靶向優點的廣泛靶向代謝組學應運而生，尤適合檢測中低豐度代謝產物檢測，具有高通量、高靈敏、廣覆蓋、定性定量準等特點[5-7]。在系統生物學的框架下，隨著代謝組學領域的分化，腫瘤、尿液、脂質、微生物等細分代謝組學更加精準、有效地促進了基礎醫學與臨床醫學研究的融合，目前在腫瘤、心血管、內分泌、消化、神經系統疾病及中醫證候研究方面取得了顯著成果，為系統生物學的研究提供了新思路[8]。同時，代謝組學在銀屑病差異代謝物篩選、發病機制揭示、病情輕重與預后評估、關鍵代謝通路鑒定、綜合效應代謝網絡構建及藥效作用機制等方面已取得了一定的研究成果[9-11]。

2 代謝組學在中醫證候基礎研究中的運用

代謝組學基于代謝網絡的終端，真實而靈敏地表征外界刺激下整體功能狀態的應答與調節，從而推測內部生理病理變化[12]，與中醫“司外揣內”的思維模式不謀而合。從整體出發，通過辨證診治疾病是中醫的一大特點，作為起點與核心的證候是理法方藥的橋梁和關鍵[13]，證候基礎研究一直是中醫診斷領域的熱點。系統生物學的觀點認為“證候”是人體受外界致病因素影響，引起血液等體液中的內源性小分子代謝物組（群）異常表達，導致生物代謝網絡失衡而呈現的具有相對穩定性、特征性的病理表型[14]。基于代謝組學，可量化的證候代謝物組分析及特定標志物的篩選，有助于證候本質的深入研究，為方證對應的中藥復方療效和安全性整體評價及效應機制的研究開拓了思路[15]。為研究中藥復方療效及效應物質基礎，方證代謝組學（Chinmedomics）應運而生，在中醫證候生物標志物、方劑效應評價、中藥質量控制及創新方藥設計等研究方面發揮了中重要作用[16-17]。在整合中醫證候物質基礎與疾病辨治綜合效應的研究方面，王恒和等[18]基于證治代謝組學，研究不同證型及辨治前后代謝物組特征性差異改變，探究證候演變與恢復規律及其代謝標志物，為證治基礎研究提供方向。

3 銀屑病病證物質基礎與證候分類代謝組學研究

中醫對銀屑病的認識和臨床辨治有獨到優勢，但由于其發病機制的復雜性及證候的多維非線性特征，其病證形成機制及病證的客觀評判指標尚有待進一步明確。近年來銀屑病病證候分類標準化與物質基礎的研究，主要基于大數據文獻、專家共識等宏觀分析，雖有部分證候微觀生物學基礎的探索，但在還原論指導下的割裂式研究難以系統明確銀屑病證候形成及演變機制，進而影響病證的規范診療[19]。

在研究銀屑病證候分類及物質基礎方面，劉衛紅等[20]采用1HNMR代謝組學技術，發現血熱證銀屑病患者血漿脂質代謝譜中極低密度脂蛋白（VLDL）、低密度脂蛋白（LDL）、高密度脂蛋白、脂肪酸及不飽和脂肪酸均明顯增高，且3-羥基丁酸、丙酮、乳酸等脂代謝中間產物亦明顯增高，此外纈氨酸、谷氨酰胺、乙酸、肌酸、膽堿等代謝物含量也明顯增高，提示銀屑病血熱證的形成可能與脂質及蛋白質代謝紊亂有關。鄧浩[21]采用UPLC/Q-TOFMS代謝組學技術研究發現血熱證、血瘀證及血燥證尿液樣本代謝輪廓區分明顯，血熱證、血燥證患者的數據集中程度較好，而血瘀證數據分布較為分散，差異性更顯著。陳維文[22]采用UPLC-MS代謝組學方法研究發現，尋常型銀屑病血熱證和血燥證血清樣本中有11種差異代謝產物，其中血燥證相對血熱證3,4,5-三甲氧基肉桂酸、膽堿、硫胺乙酸、泛醌-1、4-羥基丁酸、l-β-天冬氨酰-l-谷氨酸、乳清苷、β-1-巖藻糖-1-磷酸酯等指標顯著上調；二十四碳六烯酸、脫氧膽酸、三酰甘油等指標顯著下調，提示證型差異代謝物有望成為證候鑒別的物質基礎之一。鄧文靜[23]基于LC-MS代謝組學技術研究揭示尋常型銀屑病尿液樣本中5,6-二羥前列腺素F1α、20-羧基白三烯B4、表沒食子兒茶素、4-羥丁酸等有可能成為血瘀證的潛在差異代謝物，為尋常型銀屑病血瘀證的微觀診斷指標提供了實驗依據。

在揭示銀屑病的發生發展、早期診斷、臨床分型等疾病物質基礎方面，熱比姑麗等[24]采用1H-NMR技術研究發現，銀屑病患者血清極低密度脂蛋白、低密度脂蛋白、不飽和脂類、糖蛋白、酪氨酸、組氨酸及丙酮含量較健康志愿者顯著降低，乳酸、肌酸、甲酸、乙酸及苯丙氨酸水平顯著升高，提示銀屑病發病存在氨基酸、脂類及其一些小分子化合代謝紊亂。劉英[25]采用UPLC/Q-TOF-MS技術研究表明，蘇氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、棕櫚酸酰胺、亞油酸酰胺、油酸酰胺、硬脂酸酰胺、順式-11-二十烯酰胺、反式-13-二十二烯酰胺、尿酸、溶血磷脂酰膽堿、油酸、花生四烯酸和N-亞油酰基牛磺酸可能是銀屑病潛在的血漿代謝標志物，銀屑病發生發展可能與脂肪酸代謝、三羧酸循環、氨基酸代謝、丙酮酸代謝、糖異生、糖酵解、葡萄糖-丙氨酸循環等多個代謝途徑紊亂密切相關。Li等[26]基于LC-MS技術研究認為，前列腺素E2乙醇酰胺、乳糖、鞘氨醇、溶血磷脂酰膽堿、19-羥基睪酮、25-四醇、皮酮四醇-3-葡萄糖、雌二醇、還原型輔酶Ⅰ、鵝去氧膽酸、鄰苯三酚-2-O-葡萄糖醛酸、乙胎菊酯、香葉基聚丙烯、維生素A2醛、褪黑素葡萄糖醛酸、腸抑素、磷脂酰膽堿、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇、心磷脂、粗甘油及5b-膽甾烷-3a、7a、12a等可作血清潛在代謝物用于銀屑病的臨床早期診斷和鑒別診斷。Zeng等[27]采用UPLC-MS/MS技術研究發現，銀屑病患者血漿中溶血磷脂酸、溶血磷脂酰膽堿、磷脂酸顯著升高，磷脂酰肌醇、磷脂酰膽堿顯著降低，提示銀屑病發生發展可能與磷脂代謝紊亂密切相關。Ottas等[28]研究發現，酰基膽堿酯酶、磷脂酰膽堿、氨基酸、尿素、植物醇和1,11-十一碳二羧酸可用于斑塊型銀屑病的疾病監測與分型。Alonso等[29]采用1H-NMR技術研究發現，尋常型銀屑病尿液中檸檬酸鹽、丙氨酸、琥珀酸甲酯、葫蘆巴堿、肉堿、馬尿酸鹽與疾病診斷和活動期監測密切相關。

4 銀屑病方證藥效代謝組學研究

從代謝組學層面揭示與銀屑病病證密切相關的重要代謝物信息，并通過證候特異性代謝物分析關鍵代謝通路的作用，構建病證相關的代謝網絡，進而從血液、尿液、細胞模型等層面探討中藥復方治療的多成分、多靶點、多環節的綜合效應機制，成為近年來銀屑病方證藥效研究方向的突破口之一。

劉衛紅等[20]采用代謝組學方法發現涼血解毒湯治療血熱證型銀屑病后血漿VLDL、LDL、不飽和脂肪酸及葡萄糖含量均有所下降，提示該方藥可有效雙向調節糖脂類代謝異常，使失常的代謝網絡呈現正向修復趨勢。陳維文[22]基于代謝組學技術研究從血論治系列方藥治療血熱證型尋常型銀屑病，藥物干預前后，顯著下調的可的松、苯基乳酸、MG等8種代謝物出現回升，顯著上調的L-尿膽原、創傷酸、16-羥基十六酸、4-羥基丁酸等10種代謝物趨于下降，提示該方藥可能參與了類固醇激素生物合成代謝、卟啉和葉綠素代謝、碳代謝等途徑的病理修復進而發揮臨床療效。王雪林[30]采用1HNMR代謝組學方法，觀察銀屑1號方治療尋常型銀屑病，發現血清VLDL/LDL、脂肪酸、乳酸、纈氨酸、谷氨酰胺、葡萄糖等含量下降，從代謝層面闡釋了該方對糖脂及蛋白生成和代謝具有調節作用。在研究銀屑靈治療尋常型銀屑病作用機制方面，何源[31]運用UPLC/Q-TOFMS代謝組學方法發現，其對患者血清三酰甘油、磷脂等脂類代謝途徑起到調節作用，鄧靜文[23]采用銀屑靈優化方干預尋常型銀屑病血瘀證，發現其尿液中4-羥丁酸等差異性代謝產物明顯下降并趨于正常。曲善忠[32]采用銀屑1號復方治療尋常型銀屑病，發現尿液中還原尿睪酮、腐胺等降低，而肌酸、氧化三甲胺、二甲基甘氨酸、三磷酸甘油酸、乳酸等指標升高，提示該方可調節尋常型銀屑病患者糖脂類代謝網絡而發揮臨床療效。從細胞模型代謝層面，查旭山等[33]采用NMR代謝組學方法研究銀屑1號方干預后對HaCaT細胞增殖有關差異性代謝物的影響，發現羥基苯乙酸、膽固醇、脫氧次黃苷等含量降低，而甘油磷酸膽堿、碘化酪氨酸、7-去氫膽固醇、醛固酮等含量升高。于靖洋[34]采用1HNMR方法分析含清熱涼血中藥血清干預T淋巴細胞前后代謝譜圖變化，結果顯示左旋肉堿、膽固醇、脫氧次黃苷、脫氧尿苷、碘化酪氨酸、3-羥基丁酸、醛固酮降低，而羥基苯乙酸、腺嘌呤核苷含量增高，從細胞代謝層面為中藥復方調節銀屑病糖脂類代謝提供了實驗依據。

5 銀屑病中醫證治研究前景與思路

近年來基于代謝層面開展的銀屑病病證基礎及方藥機制研究雖然取得了一定進展，但當前銀屑病中醫證治基礎研究仍然存在以下問題：銀屑病中醫辨證分型仍缺乏統一標準，證候的科學內涵及形成機制與演化規律研究進展緩慢；銀屑病中藥治療有效方藥雖多，但其臨床療效的可重復性仍成為難題，其方藥效應研究仍停留在代謝物指標的檢測與分析階段，其代謝途徑及代謝網絡的深層次研究有待進一步拓展，復方評價指標體系的創立仍未取得突破。因此，筆者提出基于代謝組學技術銀屑病中醫證治基礎研究可開展逐層、循序、遞進的研究思路。①基于血熱證、血瘀證、血燥證等臨床證候分層因素，開展皮損、血液、尿液、唾液、糞便等不同層次及不同證型的病證代謝標志物篩選研究；②開展銀屑病證候演變過程中關鍵節點的代謝生物標志物轉移和類別動態變化研究，從而明確其證候演變規律，通過分析治療前后證候特異性代謝標志物動態變化，揭示藥物干預機制；③挖掘銀屑病證候代謝標志物與相關代謝通路之間的關聯性，從而為其證候形成機制和藥物作用靶點提供重要線索；④基于代謝生物標志物，采用KEGG、MetPA等技術，構建銀屑病病證生物代謝網絡，并采用ROC曲線及“以方測證”確證代謝生物標志物，從而優化銀屑病病證生物代謝網絡；⑤采用SMPD技術構建銀屑病病證代謝表型譜，并進行病證生物標志物生物學意義詮釋，進而闡明銀屑病病證臨床癥狀發生發展機制；⑥基于銀屑病病證生物標志物，結合病因病機理論及病理機制，構建并確證病證結合的動物模型，用于評價臨床藥物的整體療效；基于確切的療效，分析方劑體內成分的顯效形式，將病證生物標志物與方劑顯效成分相關聯，明確其藥效物質基礎，進而創建創新藥物研發平臺，開展中藥新藥設計及創制研究；⑦基于構建的銀屑病代謝網絡，通過動態跟蹤所獲得生物標記物的變化情況，從腸道微生物、腸道菌群-宿主共代謝及代謝表型網絡角度，揭示中藥效驗復方或制劑調節腸道菌群狀態影響腸道菌群-宿主共代謝發揮治療作用的效應機制；⑧開展銀屑病多組學綜合研究，整合基因組、轉錄組、蛋白質組和代謝組學等多組學研究數據，系統闡釋銀屑病病證的發生發展機制，為銀屑病病證早期與復發診斷、預后評測、靶向治療提供精準的診斷體系和藥物靶標。

6 小結及展望

代謝組學以其全局性的視角，對機體生理病理的把握更加全面，其在銀屑病中醫證候物質基礎、證型微觀辨別、證候演變規律、方證對應基礎、復方效應評價等方面已取得了一定的進展。然代謝組學仍然存在其本身的局限性[9]，代謝過程動態變化的不確定性、代謝產物多因素干擾的特點，使不同團隊代謝數據可重復性不高等問題依然存在；代謝通路和網絡分析雖提供了重要的生物學信息，但相關證據的臨床實用性仍需要進一步探究。

隨著代謝組學和生物信息學技術的快速發展，在銀屑病中醫證治基礎研究領域具有廣闊的應用空間。多中心、大樣本、全層面、動態的代謝組學研究將為證候標志物研究提供堅實可靠的實驗依據；結合多種分析技術進行代謝組學研究，結合其他組學技術全面綜合分析有望拓展中藥復方治療疾病的效應機制的研究空間；臨床病例與病證動物模型相結合進行體內外功能確證，為藥物新靶標的發現及新藥研發提供了可行的途徑；代謝標志物運用于臨床診斷與藥物療效評價，有利于完善臨床特異、普適的疾病早期診斷和預測復發的指標體系，實現對本病進行早期診斷和復發預警，并給予精準治療，最終實現產學研轉化，具有廣闊的開發應用前景和社會經濟價值。

[1] 王永炎,曹洪欣.中醫優勢病種研究[M].北京：中國中醫藥出版社, 2011：432.

[2] 張永煜,張瑋,楊永清.系統生物學在中醫藥研究中的應用[M].北京：科學出版社,2017：80.

[3] WILSON I. Methodsand techniques for metabolic phenotyping[J]. Bioanalysis,2017,9(1)：1-3.

[4] 許國旺.代謝組學——方法與應用[M].北京：科學出版社,2019：29-36.

[5] TSUGAWA H. Advances in computational metabolomics and databases deepen the understanding of metabolisms[J]. Curr Opin Biotechnol, 2018,54：10-17.

[6] TAKEDA H, IZUMI Y, TAKAHASHI M, et al. Widely-targeted quantitative lipidomics method by supercritical fluid chromatography triple quadrupole mass spectrometry[J]. J Lipid Res,2018,59(7)：1283-1293.

[7] LIU W, SONG Q, CAO Y, et al. Advanced liquid chromatography-mass spectrometry enables merging widely targeted metabolomics and proteomics[J]. Anal Chim Acta,2019,1069(3)：89-97.

[8] SRIVASTAVA A, CREEK D J. Discovery and validation of clinical biomarkers of cancer：A review combining metabolomics and proteomics[J]. Proteomics,2018,10：1-22.

[9] YAN D, AFIFI L, JEON C, et al. The metabolomics of psoriatic disease[J]. Psoriasis (Auckl),2017,7：1-15.

[10] LI L, CHUAN-JIAN L, LING H, et al. Untargeted serum metabonomics study of psoriasis vulgaris based on ultra-performance liquid chromatography coupled to mass spectrometry[J]. Oncotarget,2017, 8(56)：95931-95944.

[11] KANG H, LI X, ZHOU Q, et al. Exploration of candidate biomarkers for human psoriasis based on gas chromatography-mass spectrometry serum metabolomics[J]. Br J Dermatol,2017,176(3)：713-722.

[12] PRETER V D. Metabonomics and systems biology[J]. Methods in Molecular Biology,2015,30：245-255.

[13] 耿曉娟,張軍平.試論病證結合、方證對應與辨證論治[J].中醫雜志, 2008,49(9)：775-777.

[14] HU Q, AGARWAL P. Human disease-drug network based on genomic expression profiles[J]. PLoS One,2009,4(8)：e6536.

[15] 杜智,劉樹業,劉運德.臨床代謝組學[M].天津：天津科技翻譯出版公司,2013：1-15.

[16] 王喜軍.中藥藥效物質基礎研究的系統方法學——中醫方證代謝組學[J].中國中藥雜志,2015,40(1)：13-17.

[17] 王喜軍,張愛華,孫暉,等.基于中醫方證代謝組學的中醫證候精準診斷及方劑療效精準評價[J].世界科學技術－中醫藥現代化,2017, 19(1)：30-34.

[18] 王恒和,張富賡,程剛,等.“證治代謝組學”假說的研究思路與實踐[J].中國全科醫學,2016,19(19)：2344-2347.

[19] 徐雯潔,李萍,劉衛紅,等.證候規范化研究的思路和方法探討[J]. 北京中醫藥,2010,29(5)：343-346.

[20] 劉衛紅,李萍,王萍,等.銀屑病血熱證患者治療前后血漿代謝組學分析[J].首都醫科大學學報,2009,30(4)：430-435.

[21] 鄧浩.耳穴聯合得膚寶治療銀屑病的尿液代謝組學研究[D].廣州：廣州中醫藥大學,2015.

[22] 陳維文.從血論治尋常型銀屑病及血清代謝組學研究[D].北京：北京中醫藥大學,2016.

[23] 鄧靜文.銀屑靈優化方干預銀屑病血瘀證患者尿液代謝機制研究[D].廣州：廣州中醫藥大學,2012.

[24] 熱比姑麗?伊斯拉木,美熱古麗?熱合曼,艾西木江?熱甫開提,等.維吾爾醫綜合治療銀屑病患者的血清差異性代謝組分[J].世界中醫藥, 2018,13(10)：2460-2463,2467.

[25] 劉英.基于代謝組學方法探討尋常型銀屑病的生物標志物并研究藥物對標志物的作用[D].廣州：暨南大學,2017.

[26] LI L, LI C J, LING H, et al. Untargeted serum metabonomics study of psoriasis vulgaris based on ultra-performance liquid chromatography coupled to mass spectrometry[J]. Oncotarget,2017, 8(56)：95931-95944.

[27] ZENG C, WEN B, HOU G, et al. Lipidomics profiling reveals the role of glycerophospholipid metabolism in psoriasis[J]. Gigascience,2017,6(10)：1-11.

[28] OTTAS A, FISHMAN D, OKAS T L, et al. The metabolic analysis of psoriasis identifies the associated metabolites while providing computationalmodels for the monitoring of the disease[J]. Arch Dermatol Res,2017,309(7)：519-528.

[29] ALONSO A, JULIà A, VINAIXA M, et al. Urine metabolome profiling of immune-mediated inflammatory diseases[J]. BMC Med,2016, 14(1)：133.

[30] 王雪林.中藥復方治療尋常型銀屑病的臨床療效觀察及代謝組學研究[D].廣州：廣州中醫藥大學,2011.

[31] 何源.銀屑靈治療尋常型銀屑病血清及尿液代謝組學的初步研究[D].廣州：廣州中醫藥大學,2016.

[32] 曲善忠.中藥復方治療尋常型銀屑病的臨床療效觀察及其尿液代謝組學研究[D].廣州：廣州中醫藥大學,2012.

[33] 查旭山,王鍵旋,齊慶,等.中藥復方銀屑1號對HaCaT細胞影響的代謝組學分析[J].湖南中醫藥大學學報,2013,33(9)：36-40.

[34] 于靖洋.清熱涼血法治療尋常型銀屑病療效觀察及對T細胞影響的代謝組學研究[D].廣州：廣州中醫藥大學,2014.

Research Progress of Traditional Chinese Medicine Syndrome Therapy for Psoriasis Based on Metabolomics

TANG Xueyong1,2, LI Xin3, YANG Zhibo2, DIAO Qingchun1

Psoriasis is one of the common chronic relapsing refractory skin diseases in clinic. The interpretation of the connotation of TCM syndromes and the research on the mechanism of prescriptions have always been the focus of basic research on psoriasis. Metabolomics has been widely used in many fields of research in recent years, such as TCM syndromes, formulas evaluation, pharmacodynamic basis, toxicology, acupuncture and moxibustion effect, etc. This article reviewed recent progress in basic research on psoriasis based on metabolomics technology in recent years, summarized and looked forward to the current problems in psoriasis syndrome and metabolomics research, with a view to providing reference ideas for further in-depth research on the precise diagnosis of psoriasis TCM syndromes, the evolution of TCM syndromes, formulas evaluation and pharmacodynamic material basis.

psoriasis; metabolomics; TCM syndromes; formulas evaluation; pharmacodynamic material basis; review

R2-05；R275.986.3

A

1005-5304(2020)09-0136-05

10.3969/j.issn.1005-5304.202001088

國家自然科學基金（81704091）；中國博士后科學基金（2019M653348）；重慶市自然科學基金面上項目（cstc2019jcyj-msxmX0757）

刁慶春，E-mail：qchdiao@vip.sina.com

（2020-01-06）

（2020-01-16；編輯：華強）