劉 暢,王盼盼,李少靜,張艷菊,杜麗娜,楊 燕**
(1.國(guó)家兒童醫(yī)學(xué)中心 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京兒童醫(yī)院 北京 100045;2.杭州市中醫(yī)院 杭州 310007;3.中國(guó)航天科工集團(tuán)七三一醫(yī)院 北京 100074)
過敏性紫癜(Henoch-Sch?nlein purpura,HSP)是兒童時(shí)期常見的系統(tǒng)性血管炎,以皮膚紫癜、關(guān)節(jié)腫痛、消化道粘膜出血和腎損害為主要臨床表現(xiàn)。其中50-75%的病變可涉及消化道[1],出現(xiàn)腹痛、腹瀉、嘔吐、嘔血、便血,甚至腸套疊、腸穿孔等消化道癥狀,稱為腹型過敏性紫癜(Abdominal-type Henoch-Sch?nlein purpura,AHSP)[2]。
腹型過敏性紫癜屬中醫(yī)學(xué)“下血”、“腸風(fēng)”范疇,臨床以風(fēng)熱傷絡(luò)、濕毒內(nèi)蘊(yùn)、脾虛不攝三證最為多見。大量文獻(xiàn)已表明,中醫(yī)學(xué)對(duì)HSP這一病因不詳、癥狀各異、發(fā)病機(jī)制尚不明確的疾病,通過以證候?yàn)槔碚摶A(chǔ)的特有的識(shí)病模式,在疾病早期辨識(shí)、鑒別診斷及治療等方面顯示了良好的優(yōu)勢(shì),尤其是借助現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究指標(biāo)拓展了證候?qū)W研究的內(nèi)涵。在前期AHSP中醫(yī)藥有效性的臨床驗(yàn)證和中醫(yī)宏微觀辨證的證候?qū)W相關(guān)研究中,發(fā)現(xiàn)不同證候分類存在著各自的證候特點(diǎn)和生物學(xué)特性。但如何采用現(xiàn)代研究方法,建立宏觀與微觀相結(jié)合的證候分型系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)AHSP診斷、辨證的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化,仍是臨床亟需解決的問題。而蛋白是生命功能的執(zhí)行者,不同證候預(yù)示著體內(nèi)全套蛋白隨時(shí)空和疾病狀態(tài)不同而表達(dá)不同。蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)是研究生物系統(tǒng)全套蛋白表達(dá)差異的技術(shù),可在中醫(yī)證候宏觀辨證的基礎(chǔ)上,闡釋機(jī)體的內(nèi)在微觀變化,發(fā)揮微觀辨證的優(yōu)勢(shì)。
本研究即在探討AHSP患兒不同證候臨床特征的同時(shí),基于非標(biāo)記定量尿液蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù),對(duì)不同中醫(yī)證候患兒的臨床及尿液差異蛋白進(jìn)行了分析,初步篩選及鑒定出潛在的證候差異蛋白,為AHSP證候診斷的客觀化提供一定的依據(jù)。
2016年5月—2017年12月住院于首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京兒童醫(yī)院中醫(yī)科的患兒45例,其中男28例,女17例,男女比例為1.65∶1;年齡≤7歲17例,7-10歲19例,>10歲9例;風(fēng) 熱傷 絡(luò)證16例,濕毒 內(nèi) 蘊(yùn)證15例,脾虛不攝證14例;同時(shí)期本院職工健康子女14例。本研究遵守赫爾辛基宣言倫理準(zhǔn)則,并經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京兒童醫(yī)院倫理委員會(huì)審批(倫理號(hào)NO.2016-91),所有患兒及正常兒童均知情同意。
(1)過敏性紫癜西醫(yī)、中醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn),參照《諸福棠實(shí)用兒科學(xué)》第8版[3]、《中華中醫(yī)藥學(xué)會(huì)·中醫(yī)兒科常見病診療指南》[4]制定:①病前1-3周可有上呼吸道感染史,或藥物、食物過敏史。②皮膚出現(xiàn)大小不等,淡紅或暗紅略突出皮膚之紫癜,下肢和臀部多見,呈對(duì)稱性分布,可融合成片,常伴血管神經(jīng)性水腫。③可伴有急性、反復(fù)陣發(fā)性腹痛,位于臍周或下腹部,可伴嘔吐、便血,嚴(yán)重者并發(fā)腸套疊、腸梗阻、腸壞死或腸穿孔;部分患者可同時(shí)伴有關(guān)節(jié)痛和尿檢異常改變。④血小板計(jì)數(shù)正常或升高、出血和凝血時(shí)間正常、大便隱血可陽性、腹部B超見腸壁水腫,血沉輕度增快;腎臟受累者尿液檢查與腎小球腎炎類似。⑤除外其他疾病引起的血管炎及其他出血性疾患。
(2)腹型過敏性紫癜西醫(yī)、中醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn),參照過敏性紫癜診斷標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)制定:在符合過敏性紫癜診斷標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,至少同時(shí)伴有以下三項(xiàng)之一者:①急性彌漫性腹痛、嘔吐等消化道癥狀,且非藥物治療難以緩解;②消化道出血或大便潛血陽性;③腹部B超顯示不同部位、不同程度的腸壁水腫或腹腔滲出[5]。
(3)中醫(yī)證候分類標(biāo)準(zhǔn):參照《中華中醫(yī)藥學(xué)會(huì)·中醫(yī)兒科常見病診療指南》[4]制定:①風(fēng)熱傷絡(luò)證:發(fā)熱,微惡風(fēng)寒,咳嗽,食欲不振,紫癜好發(fā)于下半身,尤以下肢和臀部為多,常對(duì)稱,顏色較鮮紅,呈丘疹或紅斑,大小形態(tài)不一,可融合成片,或有癢感,面部微腫,腹痛、便血,舌紅,苔薄膩,脈浮數(shù)。②濕毒內(nèi)蘊(yùn)證:下肢皮膚滿布瘀斑紫斑,腹部陣痛,口臭納呆腹脹,或齒齦出血,大便溏,色暗紅或褐紫,舌紅,苔黃,脈滑。③脾虛不攝證:紫癜色淡紅或反復(fù)發(fā)作,形體消瘦,面色不華,體倦乏力,食欲不振,自汗,小便短少,便溏,腹痛,甚或全身或下肢浮腫,舌淡,苔薄白,脈細(xì)弱或沉弱。
納入標(biāo)準(zhǔn):①患兒符合AHSP西醫(yī)、中醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn)及中醫(yī)證候分類標(biāo)準(zhǔn),對(duì)照組為正常兒童;②患兒為住院患兒;③年齡均在6-14歲;④法定監(jiān)護(hù)人知情同意。
排除標(biāo)準(zhǔn):①合并HSPN(Henoch-Schonlein Purpura Nephritis,紫癜性腎炎)及入組前曾出現(xiàn)尿檢異常者,包括鏡下血尿、蛋白尿、血尿及蛋白尿或管型尿者;②有胃腸、心、肺、肝、血液、精神、神經(jīng)等系統(tǒng)原發(fā)病者;③根據(jù)判斷具有降低入組可能性或使入組復(fù)雜化者。
詳細(xì)觀察并記錄患兒的癥狀、體征及血、尿、便常規(guī)、血生化、凝血功能、腹部超聲等檢查結(jié)果,對(duì)患兒進(jìn)行中醫(yī)證候診斷。采集患兒入院第2天清晨清潔中段尿50 mL,采集正常兒童晨尿50 mL,均于-80℃保存;按常規(guī)方法進(jìn)行蛋白提取、測(cè)定、酶切等處理。
采用非標(biāo)記定量方法(label-free proteomics quantifications,LFQ)進(jìn)行蛋白質(zhì)組質(zhì)譜分析。每組5個(gè)樣本采用數(shù)據(jù)依賴采集(data-dependent acquisition,DDA)方法進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn),其余39個(gè)樣本采用數(shù)據(jù)非依賴采集(data-independent acquisition,DIA)方法進(jìn)行蛋白質(zhì)組分析,其中風(fēng)熱傷絡(luò)證11例,濕毒內(nèi)蘊(yùn)證10例,脾虛不攝證9例,正常兒童9例。數(shù)據(jù)分析與處理通 過Mascot軟 件、Scaffold軟 件 及Proteome Discoverer、Spectronaut X軟件進(jìn)行。
所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,以蛋白質(zhì)表達(dá)變化倍數(shù)≥1.5或≤0.67、組間比較非配對(duì)t檢驗(yàn)時(shí)P<0.05為標(biāo)準(zhǔn),二者同時(shí)滿足時(shí)表示結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。通過DAVAID數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行差異蛋白功能和通路分析。
過敏性紫癜多以皮膚紫癜為首發(fā)癥狀,本研究中27例(60.00%)以皮膚紫癜首發(fā),12例(26.67%)以腹痛首發(fā),4例(8.89%)皮膚紫癜和腹痛同時(shí)出現(xiàn),另有2例(4.44%)以皮膚紫癜及關(guān)節(jié)腫痛為首發(fā)癥狀。見表1。

表1 AHSP不同證候首發(fā)癥狀比較[例]
對(duì)不同證候的臨床特征及化驗(yàn)檢查結(jié)果進(jìn)行比較,見表2。

表2 AHSP不同證候臨床特征及化驗(yàn)檢查結(jié)果比較
2.3.1三證候間差異蛋白比較
采用方差分析法,對(duì)3個(gè)不同中醫(yī)證候患兒的尿液蛋白進(jìn)行比較及分析。當(dāng)滿足尿液蛋白方差分析P<0.05,且變化率>1.5時(shí),通過DDA和DIA兩種定量實(shí)驗(yàn),三證候間分別獲得91和73個(gè)差異蛋白,其中共同差異蛋白21個(gè)。經(jīng)OPLS-DA(Orthogonal partial least squares discriminant analysis,正交偏最小二乘法-判別分析)分析,AHSP的三個(gè)證候可被有效地區(qū)別開來。如圖1所示。

圖1 3種不同中醫(yī)證候差異蛋白OPLS-DA分析結(jié)果。
2.3.2三證候間差異蛋白豐度的比較
對(duì)21個(gè)差異蛋白的豐度進(jìn)行三證候間兩兩比較,當(dāng)DDA、DIA結(jié)果同時(shí)滿足P<0.05時(shí),認(rèn)為該蛋白在兩組間有顯著差異。見表3。
表3結(jié)果顯示,風(fēng)熱傷絡(luò)、濕毒內(nèi)蘊(yùn)證間差異蛋白2個(gè),風(fēng)熱傷絡(luò)、脾虛不攝證間3個(gè),濕毒內(nèi)蘊(yùn)、脾虛不攝證間16個(gè)。

表3 21個(gè)差異蛋白的豐度比較(P值)
2.3.3三證候間差異蛋白的鑒定
21個(gè)差異蛋白經(jīng)OPLS-DA分析后,可鑒定出10個(gè):ALDOB(果糖二磷酸醛縮酶B)、Glyc(絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶)、GSTA2(谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶A2)、GPDA(3-磷酸甘油脫氫酶)、GAPDH(3-磷酸甘油醛脫氫酶)、CRYL1(λ-結(jié)晶蛋白同系物)、AKR1A1(醛酮還原酶1-A1)、VMO1(卵黃膜外層蛋白1)、Cat S(組織蛋白酶S)、DHPR(二氫蝶呤還原酶)。對(duì)DIA實(shí)驗(yàn)中三證候及正常兒童組間10個(gè)差異蛋白的表達(dá)水平進(jìn)行比較,如圖2、表4。三證候間各自的差異蛋白數(shù)和共同差異蛋白數(shù)用韋恩圖表示,見圖3。

圖3 三證候間各自的差異蛋白數(shù)和共同差異蛋白數(shù)

表4 DIA實(shí)驗(yàn)中三證候及正常兒童組間10個(gè)差異蛋白表達(dá)水平的統(tǒng)計(jì)量比較(P值)

圖2 DIA實(shí)驗(yàn)中三證候及正常兒童組間10個(gè)差異蛋白表達(dá)水平比較
證候,作為中醫(yī)學(xué)特有的識(shí)病模式,是中醫(yī)臨床辨證論治的精髓,是中醫(yī)理法方藥一脈相承的橋梁和關(guān)鍵。但是,基于傳統(tǒng)中醫(yī)理論的證候鑒別模式在臨床實(shí)踐中也遇到一定困難,如某一項(xiàng)指標(biāo)不只反映單一證候的本質(zhì),某一證也不會(huì)只有單一指標(biāo)的異常。一個(gè)證候包含了多臟器各指標(biāo)間的復(fù)雜聯(lián)系,很難用單一指標(biāo)或某幾個(gè)指標(biāo)的簡(jiǎn)單疊加來解釋證候的物質(zhì)基礎(chǔ),也就無法全面客觀地反映證候的本質(zhì)。因此,借助兼顧整體性、復(fù)雜性等特性的組學(xué)技術(shù),來進(jìn)一步拓展證候?qū)W研究,就顯得尤為重要。蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的整體性、動(dòng)態(tài)性、時(shí)空性、復(fù)雜性等諸多特征與中醫(yī)證候?qū)W的特點(diǎn)十分吻合[6-8],在證候?qū)W的現(xiàn)代探索中正發(fā)揮著越來越重要的作用。
“蛋白質(zhì)組學(xué)”一詞最早由Marc Wilkins于1996年提出,用于表示“基因組的蛋白質(zhì)補(bǔ)體”[9]。基因的大部分功能信息都是通過蛋白質(zhì)組來表征的,蛋白質(zhì)組學(xué)就是對(duì)蛋白質(zhì)組的表征,包括蛋白質(zhì)在任一階段的表達(dá)、結(jié)構(gòu)、功能、相互作用和修飾。蛋白質(zhì)是生物功能的效應(yīng)因子,其水平不僅依賴于相應(yīng)的mRNA水平,而且還依賴于宿主的翻譯調(diào)控。因此,蛋白質(zhì)組學(xué)包括了對(duì)基因組整體蛋白質(zhì)特征的分析和分類[10]。
將蛋白質(zhì)組學(xué)用于研究揭示中醫(yī)證候間差異的生物學(xué)基礎(chǔ),以證實(shí)不同的證侯是不同功能的蛋白質(zhì)參與其中的結(jié)果[11]。葉嘉豪等[12]從冠心病血瘀證、痰證、痰瘀互結(jié)證、氣虛證、心腎陰虛證的蛋白差異表達(dá)進(jìn)行評(píng)價(jià),篩選出差異蛋白,探討其診斷價(jià)值及證候發(fā)展規(guī)律;對(duì)冠心病蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)驗(yàn)提出規(guī)范檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新技術(shù)手段等建議。
腹型過敏性紫癜蛋白組學(xué)研究相對(duì)較少,楊帆[13]曾以血液作為生物標(biāo)志物研究的標(biāo)本,對(duì)AHSP和急性闌尾炎以及正常患兒的血清蛋白,應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)的DIGE(Differential in-gelelectrophoresis差異凝膠電泳)和TOP/TOP-MS技術(shù)進(jìn)行差異表達(dá)蛋白質(zhì)組學(xué)的研究,最終識(shí)別出13個(gè)AHSP相關(guān)差異表達(dá)蛋白,有助于AHSP的早期診斷。但血液并非蛋白組學(xué)研究的理想標(biāo)本[14],尿液具有樣本采集容易、無創(chuàng)、大量可用性、相對(duì)化學(xué)和物理穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)[15-16],成為兒科蛋白質(zhì)組研究中特別重要的工具。Jia等[17]曾采用定量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù),比較了AHSP患兒與正常兒童的尿液蛋白質(zhì)組,發(fā)現(xiàn)與正常兒童間存在75個(gè)差異蛋白,且其中10個(gè)曾被文獻(xiàn)報(bào)道為腎臟、心血管、神經(jīng)系統(tǒng)等其他21種疾病的候選生物標(biāo)志物,與臨床上過敏性紫癜患兒易出現(xiàn)腎臟、心臟、神經(jīng)、腸、肝、膽、胰等器官合并癥的特點(diǎn)極為相符。
本研究中AHSP不同證候的臨床癥狀確有差異。臨床特征顯示,以皮膚紫癜為首發(fā)癥狀者,風(fēng)熱傷絡(luò)證最多,濕毒內(nèi)蘊(yùn)者次之;以皮膚紫癜伴腹痛為首發(fā)癥狀者,僅在脾虛不攝證中出現(xiàn)。不同證候間實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)均未出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
對(duì)照尿液蛋白生物標(biāo)志物數(shù)據(jù)庫(kù)檢索差異蛋白的生物學(xué)信息,結(jié)果表明10個(gè)差異蛋白中的Cat S參與免疫反應(yīng),炎癥和細(xì)胞外基質(zhì)分解,損害微血管生長(zhǎng)并參與血管疾病[18-19];DHPR參與氧化還原酶的活性;GSTA2參與上皮細(xì)胞分化和白細(xì)胞介素-12介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑;AK1A1參與氧化還原酶活性和糖酵解/糖異生。已有研究表明,炎癥、免疫和氧化應(yīng)激在HSP的病理生理過程中起著重要作用,因此這些生物標(biāo)記物對(duì)AHSP不同證候的診斷及鑒別具有一定的特異性,值得引起重視。
Cat S是存在于動(dòng)物組織細(xì)胞內(nèi)的一類蛋白酶,尤其是溶酶體部分,它可以通過水解肽鏈、降解蛋白質(zhì)而維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性。有研究發(fā)現(xiàn)Cat S與自身免疫性疾病密切相關(guān),可能與其在炎癥免疫、抗原遞呈、血管生成、細(xì)胞增殖、細(xì)胞損傷、修復(fù)等病理、生理過程中發(fā)揮的功能有關(guān)。Cat S基因缺陷的小鼠可表現(xiàn)為微血管發(fā)育不足,其參與微血管的形成,主要作用于細(xì)胞外基質(zhì)的降解過程[19]。本研究中圖2、表4顯示,與正常兒童組相比,Cat S水平在三證候中均呈上調(diào)趨勢(shì),但僅風(fēng)熱傷絡(luò)證差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示Cat S可能是風(fēng)熱傷絡(luò)證的證候差異蛋白,其水平上調(diào)可作為風(fēng)熱傷絡(luò)證的參考指標(biāo)之一。同時(shí),Cat S水平的上調(diào)與自身免疫異常和系統(tǒng)性微血管炎癥有關(guān),風(fēng)熱傷絡(luò)、脾虛不攝、濕毒內(nèi)蘊(yùn)三證中的Cat S水平依次減低,在一定程度上表明外邪致病可能引發(fā)較為嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)及血管損傷。
DHPR可以增強(qiáng)HEK293T細(xì)胞(Human embryonic kidney cells 293T,人胚胎腎細(xì)胞293T)自噬相關(guān)基因LC3和Beclin1的表達(dá),表明其可能存在誘導(dǎo)細(xì)胞自噬的作用。自噬是細(xì)胞通過溶酶體對(duì)自身損傷、衰老的細(xì)胞器進(jìn)行吞噬降解的過程,自噬途徑的激活對(duì)細(xì)胞有保護(hù)作用,但過度激活也可能引起細(xì)胞自身的凋亡[20]。此外,DHPR在體外的高表達(dá)可抑制細(xì)胞的氧化應(yīng)激,以調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡過程[21]。自身免疫性疾病可能與細(xì)胞的自噬有關(guān),但具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。本研究中圖2、表3、4顯示,與正常兒童組相比,DHPR水平在脾虛不攝證、風(fēng)熱傷絡(luò)證均明顯上調(diào),但兩組間無差異,而脾虛不攝證與濕毒內(nèi)蘊(yùn)證組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示DHPR可作為兩證與濕毒內(nèi)蘊(yùn)證的差異蛋白加以鑒別,且脾虛不攝證上調(diào)更顯著,其上調(diào)的程度可能有助于與風(fēng)熱傷絡(luò)證進(jìn)行區(qū)分。而濕毒內(nèi)蘊(yùn)證DHPR水平無上調(diào),亦符合文獻(xiàn)中濕熱證可導(dǎo)致細(xì)胞自噬水平下降的報(bào)道[22],或可作為濕毒內(nèi)蘊(yùn)證的參考指標(biāo)之一。
VMO1的功能尚不明確,部分學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)該蛋白在許多外分泌腺和分泌物中含量豐富,例如胰腺、腦脊液、尿液、呼吸道分泌物等,人體淚液中也存在著微量的VMO1[23]。本研究中圖2、表3、4顯示,與正常兒童組相比,VMO1在三證候中呈整體下調(diào)趨勢(shì),均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,且濕毒內(nèi)蘊(yùn)證下調(diào)最多,脾虛不攝證下調(diào)較少,兩證間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示VMO1下調(diào)的程度可能有助于區(qū)分濕毒內(nèi)蘊(yùn)證與脾虛不攝證。
AK1A1廣泛分布于多種體內(nèi)組織中,具有重要的生物學(xué)作用,對(duì)多種活性醛具有催化活性,參與調(diào)解氧化應(yīng)激水平[24]。在腹型過敏性紫癜患兒中,AK1A1參與氧化還原酶活性和糖酵解/糖異生過程,其尿液中水平明顯高于正常組。圖2、表4顯示,與正常兒童組相比,風(fēng)熱傷絡(luò)證、脾虛不攝證AK1A1水平均上調(diào),濕毒內(nèi)蘊(yùn)證無上調(diào),提示AK1A1可作為風(fēng)熱傷絡(luò)證、脾虛不攝證兩證與濕毒內(nèi)蘊(yùn)證的差異蛋白加以鑒別;同時(shí),表3顯示風(fēng)熱傷絡(luò)證與濕毒內(nèi)蘊(yùn)證組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,與脾虛不攝證組間無差異,說明風(fēng)熱傷絡(luò)證AK1A1水平上調(diào)更顯著,其上調(diào)的程度可能有助于與脾虛不攝證進(jìn)行區(qū)分。
本研究以蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ),以AHSP的證候特征為研究切入點(diǎn),通過研究AHSP不同證候尿液蛋白的差異,闡述生物標(biāo)記物與疾病、中醫(yī)證候間的相互關(guān)系,為證候研究提供蛋白質(zhì)組學(xué)的實(shí)驗(yàn)室依據(jù),值得進(jìn)一步深入探討。