合作可喜前景可期——賈偉教授談代謝組學(xué)與中醫(yī)藥研究的結(jié)合

代謝組學(xué)是上世紀(jì)90年代中期繼基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)之后發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，是系統(tǒng)生物學(xué)的重要組成部分。用代謝組學(xué)的方法來研究中醫(yī)藥最近3年來初現(xiàn)端倪。近日，國際權(quán)威學(xué)術(shù)雜志相繼刊登了兩篇上海交通大學(xué)藥學(xué)院賈偉教授等科研人員運(yùn)用代謝組學(xué)技術(shù)開展的中醫(yī)藥相關(guān)研究的文章，由此可以看出，國際科技界對于代謝組學(xué)與中醫(yī)藥研究相結(jié)合的價(jià)值及其創(chuàng)新性的關(guān)注。近日，記者在上海就代謝組學(xué)的發(fā)展及其與中醫(yī)藥研究的結(jié)合等問題，采訪了賈偉。

代謝組學(xué)發(fā)展勢頭迅猛

基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)分別從基因和蛋白質(zhì)層面探尋生命的活動(dòng)，而實(shí)際上細(xì)胞內(nèi)許多生命活動(dòng)是發(fā)生在代謝層面的，如細(xì)胞信號釋放、能量傳遞、細(xì)胞間通信等都是受代謝物調(diào)控的。代謝組學(xué)正是研究代謝組（在某一時(shí)刻細(xì)胞內(nèi)所有代謝物的集合）的一門學(xué)科?；蚺c蛋白質(zhì)的表達(dá)緊密相連，而代謝物則更多地反映了細(xì)胞所處的環(huán)境，這又與細(xì)胞的營養(yǎng)狀態(tài)、藥物和環(huán)境污染物的作用，以及其他外界因素的影響密切相關(guān)。

“有人認(rèn)為，‘基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)告訴你什么可能發(fā)生，而代謝組學(xué)則告訴你什么確實(shí)發(fā)生了’，它有點(diǎn)類似于通過分析發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣成分，來研究發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行規(guī)律和故障診斷等的反向工程學(xué)。”賈偉深入淺出地解釋說，“代謝組學(xué)不把研究對象破壞，例如磨成勻漿來測定其中的變化，而是著眼于把研究對象作為一個(gè)整體來觀察和分析，特別是從人體水平來研究系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與行為”。賈偉認(rèn)為，從代謝組學(xué)的觀點(diǎn)來看，瞎子摸象并沒有錯(cuò)，但要有一個(gè)必要的前提，即這些摸象者必須要把各自對大象的描述加在一起，這樣就可得到大象的全貌。

代謝組學(xué)在藥物毒理學(xué)研究中初露崢嶸。賈偉介紹說，最近，美國食品與藥品監(jiān)督管理局已開始評估代謝組學(xué)方法作為藥物毒理學(xué)評價(jià)的可行性。另外，代謝組學(xué)在心臟病的診斷方面也表現(xiàn)不俗。2002年12月，英國皇家醫(yī)學(xué)院發(fā)表了用患者血清代謝組學(xué)的生物指紋圖譜預(yù)測心臟病患者的危險(xiǎn)程度,開拓了用“組學(xué)”生物指紋監(jiān)控病情發(fā)展、預(yù)測危險(xiǎn)程度的新領(lǐng)域。在藥物代謝學(xué)研究方面，代謝組學(xué)的創(chuàng)始人Jeremy Nichoson教授已在國際上首次實(shí)現(xiàn)了通過測定用藥前個(gè)體的尿液代謝組學(xué)特征，來預(yù)測個(gè)體對藥物的反應(yīng)，這是所謂預(yù)防性、預(yù)測性和個(gè)性化醫(yī)學(xué)的一個(gè)成功典范。

近年來國內(nèi)代謝組學(xué)領(lǐng)域的研究也漸入佳境。1999年春，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理所許國旺教授在國內(nèi)首次提出了代謝組學(xué)的概念，這幾乎和國際同步。2003年7月，許國旺又承擔(dān)了國家高技術(shù)研究“863”計(jì)劃課題“代謝組學(xué)技術(shù)平臺”的研究，是國內(nèi)設(shè)立的第一個(gè)針對代謝組學(xué)的研究項(xiàng)目。另外，中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所以及武漢物理所也正在開展一些代謝組學(xué)研究工作。上海交大課題組在2003年開始涉入代謝組學(xué)的研究領(lǐng)域，現(xiàn)在主要從事創(chuàng)建代謝組學(xué)的技術(shù)平臺，主要特色是把代謝組學(xué)運(yùn)用于現(xiàn)代中醫(yī)藥研究中。國內(nèi)代謝組學(xué)研究小組先后在國際學(xué)術(shù)雜志上發(fā)表的學(xué)術(shù)論文已達(dá)20余篇。去年，以陳竺院士為主任的上海系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)研究中心在上海成立，為代謝組學(xué)的研究搭建了高層次的平臺。但由于資金投入以及儀器設(shè)備等方面的局限，國內(nèi)研究系統(tǒng)性、全面性不夠，另外以跟蹤性研究居多，創(chuàng)新性不強(qiáng)，整體研究水平與國際相比還有一定的差距。

在提到代謝組學(xué)的未來發(fā)展時(shí)，賈偉指出，繼基因組、蛋白質(zhì)組等之后，代謝組學(xué)必將成為未來各國激烈爭奪的生命科學(xué)研究的制高點(diǎn)。但是它同時(shí)又是一個(gè)非常年輕的學(xué)科，需要不斷去拓展新的研究領(lǐng)域。中醫(yī)藥擁有獨(dú)到的理論體系和豐富的臨床實(shí)踐，在慢性疾病、疑難病的治療和保健方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，可同時(shí)中醫(yī)藥自身又存在諸多局限性。如果代謝組學(xué)能在中醫(yī)藥的現(xiàn)代化研究方面有所建樹，那它本身也將會(huì)得到極大的豐富和提升，涉足中醫(yī)藥研究是代謝組學(xué)發(fā)展的一個(gè)新的切入點(diǎn)。

兩學(xué)科“聯(lián)姻”大有可為

代謝組學(xué)可以從中醫(yī)藥研究中獲得新的“抓手”，那么中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究需要搭代謝組學(xué)這列“快車”嗎？賈偉相信，代謝組學(xué)與有著幾千年歷史的中醫(yī)學(xué)在許多方面有相近的屬性。代謝組學(xué)之父、英國倫敦帝國理工學(xué)院Jeremy Nich-olson教授認(rèn)為，人體應(yīng)該作為一個(gè)完整的系統(tǒng)來研究，應(yīng)用代謝組學(xué)和全面性系統(tǒng)策略來理解疾病過程，與中醫(yī)的整體觀念和辨證論治思維方式不謀而合。近年來的中醫(yī)現(xiàn)代化研究業(yè)已證明，一種中醫(yī)理論很難以某一單元的特異指標(biāo)來解釋，這就提示應(yīng)該從一系列信息的系統(tǒng)集成（“組裝”）來解釋復(fù)雜性理論，并進(jìn)一步解釋其如何“組裝”而體現(xiàn)出相應(yīng)功能。從系統(tǒng)生物學(xué)的角度可以認(rèn)識到，疾病是因蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)和基因調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)被“擾動(dòng)”而致，而中醫(yī)中的“證候”可能是蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)和基因調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)被“擾動(dòng)”后所發(fā)生的一種特異性變化狀態(tài)。這一被擾動(dòng)網(wǎng)絡(luò)可通過其分泌到血液和尿液的內(nèi)源性成分的改變而反映出來，而這一改變以組、群、譜的特征出現(xiàn)，因此，反映中醫(yī)癥候規(guī)律的“物質(zhì)基礎(chǔ)”將可能是“組”、“群”、“譜”集成的形式。新興學(xué)科代謝組學(xué)的出現(xiàn)，給中醫(yī)藥復(fù)雜理論體系的研究、中醫(yī)藥現(xiàn)代化提供了強(qiáng)有力的研究手段，也為中醫(yī)藥融入世界提供了新的契機(jī)。

“運(yùn)用代謝組學(xué)對中醫(yī)學(xué)中辨證論治理論進(jìn)行研究，就證明了代謝組學(xué)與中醫(yī)藥研究結(jié)合大有可為，”賈偉強(qiáng)調(diào)，辨證論治是中醫(yī)診療體系的核心，由于中醫(yī)建構(gòu)的是“唯象模式”，它通過四診（望、聞、問、切）手段獲取機(jī)體在某一時(shí)間條件下，對各種內(nèi)外因素（包括機(jī)體生理功能及生物、化學(xué)、環(huán)境、氣候等各種致病因子），采取“司外揣內(nèi)”的方法而呈現(xiàn)的生理、病理狀態(tài)信息的綜合判斷的表述，因此它強(qiáng)調(diào)形態(tài)或狀態(tài)之間的互作和轉(zhuǎn)化，具有模糊性和思辨性，與西醫(yī)建構(gòu)的“實(shí)體模式”相比無法溝通和交融。一方面，中醫(yī)證型的這種模糊性和思辨性使證本質(zhì)的研究在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)評價(jià)體系下顯得舉步維艱；另一方面，證本質(zhì)研究又是證型規(guī)范化的前提與基礎(chǔ)，是中、西醫(yī)兩種醫(yī)學(xué)體系深層次溝通的必由途徑。所以深入地探索中醫(yī)“證”的診斷或評價(jià)指標(biāo)、嘗試對其進(jìn)行定性定量的表達(dá)研究，是中醫(yī)證型規(guī)范化及建立中醫(yī)療效評價(jià)指標(biāo)體系的惟一出路，具有實(shí)際的臨床應(yīng)用價(jià)值。有鑒于此，上海交大代謝組學(xué)課題組開展了“中醫(yī)方證對應(yīng)性”研究，在這個(gè)研究中通過給大鼠注射氫化可的松，造成類似中醫(yī)臨床“腎陽虛”證的大鼠動(dòng)物模型。接著收集大鼠尿樣，在樣品衍生化后運(yùn)用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用方法測定尿樣中內(nèi)源性代謝物的組成，而后采用主成分分析等計(jì)算方法考察所收集的分析數(shù)據(jù)，從而監(jiān)測大鼠代謝網(wǎng)絡(luò)表達(dá)水平的變化。研究結(jié)果表明，“腎陽虛”狀態(tài)大鼠的代謝網(wǎng)絡(luò)明顯偏離正常范圍。而給“腎陽虛”大鼠喂飼溫陽補(bǔ)腎的中藥肉蓯蓉后，大鼠被擾亂的代謝網(wǎng)絡(luò)逐漸被修復(fù)，回歸正常，大鼠日益康復(fù)。下一步，賈偉計(jì)劃研究將在上海的數(shù)家醫(yī)院開展“腎陽虛”證的臨床研究，搜集大量典型病例，在臨床上運(yùn)用代謝組學(xué)的方法來進(jìn)一步揭示“腎陽虛“證的本質(zhì)。

中醫(yī)病證引起代謝物組的共性分析和生物標(biāo)記物的發(fā)現(xiàn)，可促進(jìn)“證“本質(zhì)的研究、中醫(yī)辨證的科學(xué)化和定量化，深層次理解中醫(yī)臟象理論，預(yù)測疾病的發(fā)生，整體性評價(jià)中藥復(fù)方綜合療效、安全性和作用機(jī)制，反應(yīng)腸道內(nèi)生態(tài)環(huán)境狀況。代謝組學(xué)和中醫(yī)藥學(xué)的結(jié)合，將探索出中醫(yī)藥復(fù)雜理論體系研究的新方法與新途徑。“代謝組學(xué)與中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究的結(jié)合之路還很長，前景也值得期待”。賈偉對此非常樂觀。