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中医治疗类风湿性关节炎代谢组学研究

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摘要:类风湿性关节炎(RA)是一种慢性全身性自身免疫性疾病,以慢性对称性多关节炎为特点,导致关节软骨及骨质破坏,最终导致关节畸形和功能障碍。中医治疗类风湿性关节炎有确切疗效,且有长期治疗副作用小的优势。代谢组学为系统生物学的重要组成部分,其整体性、动态性的特点与中医相契合,为RA的中医药治疗研究提供了新思路。综合代谢组学在类风湿性关节炎的中医辨证分型、中药治疗及针灸治疗方面的研究进展,对代谢组学在中医治疗类风湿性关节炎中的应用进行初步思考,以期对后续研究及治疗提供依据。

关键词:类风湿性关节炎;代谢组学;中医治疗;综述类

风湿关节炎(rheumatoidarthritis,RA)是一种以慢性、对称性、周围性多关节炎性病变为主要特征的自身免疫性疾病。临床表现主要为关节疼痛、肿胀等,引起多关节滑膜炎病变,最终导致关节畸形和功能障碍,致残率非常高。发达国家的患病率为0.5%~1%,在我国发病率也已达到0.32%~0.36%。该病发病率女性明显高于男性[1],男女发病比率约为1∶3。目前普遍认为RA的发生与遗传因素、环境因素和免疫功能失调等各种因素综合作用有关。由于RA的病因和发病机制尚不明确,对RA的治疗现以西药控制为主,并没有根治的办法。而治疗RA的西药多有毒副作用,长期使用患者难以耐受。因此,运用中医方法治疗RA显示出独特优势。代谢组学(metabonomics)[2-3]是一种全新的组学技术,是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后,系统生物学的又一个重要组成部分。代谢组学通过监测机体代谢产物的变化,研究代谢产物变化规律,分析机体物质及功能变化,揭示机体生命活动的代谢本质和药物作用机制。因其具有整体性、动态性、即时性的特点,与中医强调的整体观、恒动观相一致。近年来,从代谢组学角度研究中医药成为了新的热点。因此,本文就中医辨证、中药治疗、针灸治疗方面对代谢组学在类风湿性关节炎中的应用进行了探讨。

1RA的辨证与代谢组学

整体观和辨证论治为中医治疗疾病的指导思想。与西医不同,中医治疗疾病不是通过疾病的特定靶点治疗,而是通过对机体整体功能的调节,使身体系统恢复原本的平衡状态,让机体本身抗击疾病[4]。中医证候是中医辨证论治的体现,是通过综合一系列症状、体征等证候,对病因、病性、病势等疾病本质的高度概括[5]。代谢组学通过研究机体代谢产物的变化,表达机体的功能状态,其多层次、多靶点及整体性、动态性,与中医证候对疾病的整体把握具有同一性[6]。寒热辨证是中医辨证的基本纲领之一。目前对RA的证候分型研究,主要是寒热分证论治[7]。对RA寒热证型研究发现,RA寒热证候之间存在代谢物谱差异。在热证中,以下6个潜在生物标记物可见于热证上调,分别是3-氧-丙酸(3-Oxypropanoicaeid)、L-脯氨酸(L-Proline)、尿素(ure-a)、5-氧-脯氨酸(5-Oxo-proline)、核糖醇(Ribito)、纤维醇(Inositol)[8]。与寒证患者相比,从生物标记物的检索分析中显示,热证患者机体存在更多的胶原分解;从介导细胞凋亡情况来看,热证患者中以Caspase-8介导的细胞凋亡较为明显[9];在众多代谢物中,热证患者血清中甘氨鹅脱氧胆酸钠、脯氨酸、饱和卵磷脂、单一不饱和卵磷脂含量增高,而尿素、游离脂肪酸、多元未饱和卵磷脂含量偏低[10];从代谢物多元分析中得出,热证患者的硫酸脱氢表雄酮的表达偏高[11],提示其存在下丘脑-垂体-肾上腺轴的功能抑制。在寒证中,寒证上调的潜在生物标记物为L-亮氨酸(L-leu-cine)[8],提示寒证患者机体蛋白质合成大于蛋白质分解;在寒证患者中,通过Nrf2通路以抑制细胞凋亡[9];代谢物多元分析中,寒证病人的11-肉毒碱高于热证患者[11],提示肌肉分解增高。综上所述,RA的寒热证候存在特定的网络模式,从代谢组学研究RA的寒热证候有多种不同的生物标记物和代谢指标,这些指标关系复杂,常成组合出现,也与中医证候的实质并非单一因素作用的结果,具有复杂性的特征相契合。而各种证候与代谢指标之间相关联的代谢物众多,其内在联系还需进一步研究。

2中药对RA的影响与代谢组学

中药复方以中医辨证论治为指导,是中医临床用药的主要形式。中药复方由于药味较多,不同配伍之间存在复杂的作用。代谢组学具有非破坏性、整体性、动态性等特点,可以系统研究代谢网络的整体性和动态性变化,适合研究中药复方不同配伍引起的内源性代谢物的变化,通过检测体液的代谢物和分析引起代谢谱变化的原因,可以评价中药复方不同配伍对机体的生物效应,从而阐释中药复方配伍规律,指导临床合理用药[12]。研究发现[13],在RA活动期具有“热证”表现时应用清热解毒的治法,既能缓解关节炎症症状,又能使ESR、CRP等炎性细胞因子下降或正常。通过骨代谢研究发现,清热解毒方药可以降低骨代谢指标BAP和TRACPSb,表明清热解毒方药在改善症状、降低炎症指标的同时,具有抑制RA骨吸收的作用。在黄连解毒汤的研究中,赵玲等[14]采用全面代谢轮廓分析,从血浆和尿液中分析出48个异常代谢标志物,其中有19个RA的代谢产物被逆转,发现黄连解毒汤是通过调控苯丙氨酸、色氨酸、不饱和脂肪酸等氨基酸的代谢,抑制体内氧化应激反应从而治疗RA。还有研究[15]发现,黄连解毒汤可通过重新调整体内紊乱的代谢通路,逆转RA的病理性进展,发现黄连解毒汤可调控一些潜在标志物如柠檬酸、琥珀酸、泛酸、尿苷、脯氨酸、苯丙氨酸等,使之恢复正常水平。其中,柠檬酸、琥珀酸、泛酸、尿苷、脯氨酸与能量代谢相关,同时有抗氧化作用,通过影响柠檬酸循环来调整炎性反应状态下的软骨细胞的代谢水平,降低炎性细胞对软骨和骨质的损伤,改善RA的症状。除黄连解毒汤外,有研究[16]发现四妙丸通过降低一些支链氨基酸水平来减轻RA大鼠关节炎症状。除中药复方以外,有研究[17]发现复方祖师麻片治疗RA是主要通过上调苯丙氨酸、肉豆蔻酸和与脂类-溶血磷脂酰胆碱(LPC),并使N1-甲基-4-吡啶酮-3-甲酰胺、乙酰肉碱、脱氧胞苷和6种溶血卵磷脂胆碱的浓度下调,使RA大鼠的内源性代谢物的水平得到改善。还有研究[18]发现云南白药通过调节成骨细胞中的花生四烯酸(AA)代谢来治疗RA。综上所述,目前对中药治疗RA的研究主要集中在热证,从代谢组学分析中得出中药对RA的治疗作用涉及多种代谢途径,其中主要与氨基酸代谢和能量代谢有关。而中药复方化学成分复杂,即使是单一中药也有多种化学成分,故中药研究仍具有很大难度,用代谢组学方法分析中药对RA的治疗既是难点,也是新的突破口。

3针灸对RA的影响与代谢组学

针灸是中医治疗的一个重要组成部分,针灸能够抗炎、消肿、止痛,对RA有较好的临床疗效。针灸治疗疾病的作用机制一直是热点、难点。大量研究表明,针灸治疗对机体所产生的作用是多靶点、多途径、多层次的整体性调节。而代谢组学技术使过去对单一生物标志物的寻找转向到寻找一个特异的代谢标志物群,通过检测样本中所有代谢物的信息,寻找机体代谢规律,这与针灸治疗疾病作用特点相一致[19]。有研究[20-22]通过对不同针刺手法下RA模型家兔尿液代谢物进行分析,得出不同针刺手法均可调控RA家兔体内亮氨酸代谢(能量代谢)、嘌呤代谢(氧化损伤)、色氨酸代谢(免疫调控)通路,而热补针法与平补平泻、捻转补法相比,在调控亮氨酸代谢方面有明显优势。从家兔血清代谢物进行分析,得出不同针法均可调节RA家兔体内异常的氨基酸、脂肪酸、三羧酸循环以及糖类代谢,而在调控三羧酸循环与糖代谢方面,热补针法均明显优于平补平泻法、捻转补法。有研究[23]通过1H-NMR代谢组学检测技术,发现电针后佐剂关节炎大鼠血浆中N-乙酞糖蛋白、谷氨酞胺/谷氨酸水平增高。电针能够较好地改善AA大鼠足肿胀及疼痛症状,可能与氨基酸代谢中谷氨酸(Glu)的代谢有关。也有研究[24]通过分析艾灸治疗RA的抗炎免疫作用,发现艾灸“肾俞”“足三里”穴能减轻炎症时一氧化氮(NO)的过量产生和释放,从而减少自由基的过量产生和释放,减轻细胞的损伤和毒性作用,起到了消炎、抗氧化和细胞保护作用。还有研究[25]通过观察艾灸对RA模型大鼠尿液中代谢产物的变化分析,发现艾灸可调控RA异常的氨基酸代谢、嘧啶代谢、脂质代谢通路。而艾灸的特异性主要表现在调控氨基酸代谢方面。综上所述,同中药作用相似,针灸对RA的作用机制也与氨基酸代谢、能量代谢以及糖代谢相关。针灸通过调控多种代谢途径,一方面刺激多种细胞因子,另一方面刺激免疫调控。从代谢组学角度可以更加深入了解针灸治疗RA的作用机制,但其中代谢产物众多,找出具体关键代谢产物仍需进一步研究。

4结语

类风湿性关节炎为中医“痹病”的一种,又称“历节风”“尪痹”等。中医认为正气不足为本病的内在基础,风寒湿热等外邪入侵为本病的外在因素。其病位在筋骨,累及肝、脾、肾,病性为本虚标实,虚实夹杂[26]。大量研究已证实运用中药、针灸等方法治疗RA有确切疗效,且长期治疗副作用较小。由于中医治疗方法的物质基础和作用机制十分复杂,使中医治疗的作用机制成为中医药研究与中医药现代化进程中的“瓶颈”。而代谢组学本身具有整体性的特点与中医治疗方法相契合,为RA的辨证及中医药研究与发展提供了新思路。目前研究发现,中药及针灸治疗RA主要与各种氨基酸代谢、能量代谢及糖代谢有关。通过对各种代谢的调控,刺激细胞因子以及免疫调控,可能为中医治疗RA的潜在机制。但由于代谢组学本身具有复杂性,如分析技术尚不成熟、非实验性因素干扰太大、相关代谢物众多等因素,使得实验结果会有偏差,因此仍需进一步研究。相信随着代谢组学技术不断发展和完善,其将会在中医药现代研究中发挥更大作用。

作者:代静杨 武平 廖晨希 周旻庆 唐玉芝 王越月 单位:成都中医药大学

中医治疗类风湿性关节炎代谢组学研究责任编辑:张雨    阅读:人次