糖尿病中医证候与中药复方的代谢组学研究进展

王之心,陈清光，陆灏，姚政

(上海中医药大学附属曙光医院内分泌科，上海 201203)

糖尿病是以血糖升高为特征的一组代谢性疾病，根据其三多一少(多饮、多食、多尿、体重减轻)的临床症状及表现，现代中医将糖尿病归于“消渴病”范畴[1]。中医对于消渴病的认识由来已久，最早可追溯到两千多年前的《黄帝内经》时期，随着中医理论体系的逐渐完善和前人的经验积累，现代中医对糖尿病的认识更为深入。因消渴病机复杂，仝小林等将糖尿病分为郁、热、虚、损四个阶段,分别对应糖尿病发生发展的全过程，有利于临床诊疗[2]。中医对于治疗糖尿病方面有着独到的见解与思路，其疗效在临床也已被证实，在糖尿病防治方面也有着独特的优势[3]。

代谢组学是研究生物体内源性代谢产物的种类、数量以及其在内外因素作用下变化规律的一门学科[4]。其原理是通过核磁共振技术(nuclear magnetic resonance,NMR)、气相色谱质谱联用技术(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)和液相色谱质谱联用技术(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)[5]检测机体内相对分子质量在1000 Da以下的代谢产物并分析它的代谢通路来反映研究对象的代谢状态[6]，代谢组学的概念自1999年首次提出[7]至今，已被广泛应用于多项领域。相关研究已经证实，在糖尿病发生发展的各个阶段，机体内的代谢物水平发生变化，糖、脂、氨基酸等代谢存在一定程度的紊乱[8-10]。随着技术的日渐成熟，研究者对中医治疗糖尿病的代谢组学研究取得了一定的进展。本文将对不同阶段糖尿病证型(表1)及方药(表2)治疗的代谢组学研究进行综述，探讨不同证型的的糖尿病的代谢组学差异和中药治疗糖尿病的相关靶点。

表1 各证型的差异性代谢产物

表2 中药复方治疗相应证型回调的代谢产物

1 糖尿病证型的代谢组学研究

1.1 糖尿病早期证型的代谢组学研究

消瘅属于消渴病的早期，此期的患者因素体脾虚或者嗜食肥甘厚味导致脾失健运，脾气亏虚则无力运化水液，痰湿内生，所以早期的患者以脾虚夹湿者为多[2]。杨宇峰等[11-12]复制脾气虚证糖尿病大鼠模型和气滞湿阻证代谢综合征大鼠模型，运用UPLC/Q-TOF-MS对空白对照组和模型组的血浆标本进行代谢组学分析，研究发现脾气虚证糖尿病大鼠血浆中的2-羟基丁酸、L-高丝氨酸等6种小分子代谢物水平发生上调；气滞湿阻证代谢综合征大鼠血浆中的溶血磷脂酰胆碱、丙酮酸等7种内源性代谢物含量增加。潘秋等[13]运用GC-MS针对脾气虚证的糖尿病大鼠的尿液进行分析，发现丙氨酸、戊二酸等多个小分子代谢物的水平发生变化。这些代谢产物中，参与糖代谢的有2种，参与氨基酸代谢的有6种，参与脂代谢的有5种，参与甘油磷脂代谢的有1种，说明在此类证型的糖尿病中，机体内的糖类、脂类、蛋白质已经存在一定程度的代谢紊乱。

1.2 糖尿病中后期证型的代谢组学研究

随着疾病的进一步发展，痰湿内停，阻碍气机，日久则郁而化热，热伤气阴，到了消渴病的中后期，疾病逐渐发展为气阴两虚证，继而病证进一步发展，阴虚症状日益明显，肾为一身阴阳之本，病程日久，累及于肾，出现肾阴虚证，而阴阳互根，患者逐渐出现肾阳虚甚至阴阳两虚的表现。苏君梅等[14]运用GC-MS在对气阴两虚证2型糖尿病患者尿液的分析发现，该证型患者尿液中的甘氨酸、d-半乳糖的含量升高，木糖醇、马尿酸含量降低。曾梦莹等[15]运用NMR的定量代谢组学技术对气阴两虚证的2型糖尿病大鼠的血浆进行分析发现气阴两虚证大鼠血浆中的组氨酸含量明显增加，乙烯基甘氨酸、甲酸含量明显降低。孙永宁等[16]运用GC-MS对肾阴虚证的糖尿病大鼠模型的血液标本进行代谢组学研究，通过样本的对比观察到上调的甘氨酸、乳酸、尿素、D-葡萄糖、半乳糖。赵群菊[17]在对肾阳虚证大鼠模型的血液样本进行的代谢组学研究中发现乳酸、赖氨酸、苏氨酸、甜菜碱四种生物标志物。这些代谢产物其中有6种参与糖代谢，5种参与氨基酸代谢，1种参与脂代谢，1种参与肠道菌群代谢。随着证型的进一步演变，代谢紊乱进一步加重进一步复杂化。

1.3 糖尿病兼夹证的代谢组学研究

到了疾病的后期，病理产物逐渐累积，量变转化为质变，痰、瘀的表现尤为突出。苏君梅等[18]运用GC-MS对血瘀脉络证患者的尿液进行代谢组学分析后得出D-葡萄糖、肌醇两种代谢物的升高。楚淑芳[19]等采集血瘀证患者的血液标本，运用NMR进行了定量代谢组学分析得出，瘀血证患者的丙酮、乙酰乙酸、α-羟基丁酸等9种代谢产物上调，延胡索酸、柠檬酸等5种代谢产物发生下调。尤丽等[20]基于NMR对肾虚痰瘀证2型糖尿病患者的血清进行代谢组学分析发现和健康人血清相比肾虚血瘀证2型糖尿病患者血清中的异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸等15种代谢成分存在显著差异。其中参与糖代谢的有6种，参与氨基酸代谢的有14种，参与脂代谢的有4种，参与能量代谢的有2种。这些代谢产物的改变提示，到2型糖尿病后期，存在着更为严重的糖代谢、脂肪代谢、氨基酸代谢紊乱以及能量代谢障碍。

疾病的进展伴随着证的变化，从早期的脾气虚或脾虚夹湿，逐渐至气阴两虚，再发展至肾阴虚、肾阳虚到后期的痰浊、瘀血等病理产物的出现，在代谢谱上也变现除了一定的变化，代谢紊乱的严重程度进一步增加。

2 中药复方治疗糖尿病的代谢组学研究

“益糖康”是由黄芪、红参、黄精、黄柏等14味中药组成的用于治疗脾气虚症2型糖尿病的中药复方[21]。杨宇峰[22]使用“益糖康”对脾气虚证代谢综合征大鼠进行干预后采集血液进行代谢组学研究，对干预前后检测结果的比对发现，“益糖康”能够回调具有重要生物活性意义的溶血磷脂酰胆碱、鞘磷脂、同型半胱氨酸的水平，使得整个代谢谱呈现了向正常范围回归的趋势。

葛根芩连汤初见于《伤寒论》，其组成药物为葛根、黄芩、黄连和甘草，具有解表清理的功效，是治疗协热下利的经典方剂。中医素有异病同治之说，现代中医根据辨证论治的原则，将葛根芩连汤灵活运用于湿热证的2型糖尿病患者治疗中，取得了可喜的疗效[23]。张敏等[24]就葛根芩连汤影响2型糖尿病大鼠血清代谢谱进行了相关研究，发现了葛根芩连汤能够显著回调参与能量代谢、脂质代谢和氨基酸代谢途径的10种代谢从而发挥作用。

化浊解毒方是通过实验和临床研究证实能够显著降低血糖、促进胰岛素分泌的中药复方[25]，该方的组成为：黄连、大黄、姜黄、僵蚕、蝉蜕、枳实、清半夏、柴胡、白芍、黄芩、干姜、佩兰，具有行气化痰，化浊解毒的功效。何百川等[26]对经化浊解毒方干预过后的2型糖尿病大鼠肝脏样本中的内源性物质进行定量检测，发现化浊解毒汤能够通过改善肝脏内溶血卵磷脂、牛磺胆酸、视晶酸等9种代谢物从而明显改善2型糖尿病大鼠的糖脂代谢。

天芪降糖胶囊是用于2型糖尿病气阴两虚证患者的有效经验方，由黄芪、天花粉、石斛、人参、地骨皮、黄连、山茱萸、墨旱莲和五味子10味中药组成，具有益气养阴、清热生津的功效[27]。于欢等[28]在天芪降糖胶囊对糖耐量异常患者的血清代谢物的影响研究中观察到二十烷酞基肉碱、二磷酸鸟嘌呤核苷酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰甘油等代谢物在患者体内的含量水平发生了变化，证明了天芪降糖胶囊通过参与机体在磷脂、糖脂、核苷、肉碱等代谢水平的修复过程而改善患者的代谢状态。

交泰丸出自《韩氏医通》，仅由黄连、肉桂两味药物组成，主治因肾阴不足，心火偏亢所导致的心肾不交证。李硕等[29]进行了交泰丸对糖尿病大鼠尿液代谢谱影响的相关研究，对正常组、模型组、交泰丸组 3 组间的代谢谱进行比较之后发现，模型组与正常组、模型组和交泰丸组完全分离，正常组与交泰丸组有靠近趋势，直观地表明了交泰丸能改善糖尿病大鼠的代谢紊乱，使糖尿病大鼠的代谢谱趋于正常。

肾气丸来源于《金匮要略》，药物组成为干地黄、山药、山茱萸、茯苓、泽泻、牡丹皮、桂枝、附子8味，具有补肾助阳之功效，是治疗糖尿病肾阳不足证的经典方剂之一，现代药理学研究证实了肾气丸的降糖疗效[30]。赵群菊等[17]对此进行相关研究，使用肾气丸对肾阳虚证的糖尿病大鼠进行干预后采集血清样本进行代谢组学分析，通过对比发现，肾气丸干预后的大鼠血清代谢物中的甜菜碱、乳酸、苏氨酸发生了不同程度的回调，揭示肾气丸可以纠正肾阳虚证糖尿病大鼠的能量代谢、脂肪代谢及氨基酸代谢等的紊乱，从而发挥其降糖作。

活血化痰方的药物组成是苍术、白术、黄芩、丹参，是具有活血化痰功效的中药复方。潘秋等[31]对活血化痰方干预后的糖尿病大鼠的尿液进行代谢组物鉴定，发现大鼠尿液中的丙氨酸、棕榈酸、十八烷酸、单甘油、硬脂酸和软脂酸含量减少甚至消失，这从一定程度上说明活血化痰方影响了部分氨基酸代谢和脂代谢通路，从而改善了代谢紊乱状态。

3 总结

中医理论体系的两大特点是整体观念和辨证论治。整体观念指的是中医学对人体本身的完整性以及对人与自然、社会相互关系统一性的整体认识。代谢组学技术以代谢物的变化这一表现为基础, 研究机体内在的变化规律，通过对代谢物的分析给出最终的、整体的结果，绘制“病”和“证”的代谢指纹图谱[32]，这与中医的整体观念不谋而合。中医的“证”意指疾病发展到某一阶段的病理概括，通过对2型糖尿病早、中、后期的“辨证”，并借助代谢组学技术，我们观察到不同证型的代谢产物不尽相同，这意味着随着证型的演变，机体内整体的代谢活动处于愈加紊乱的状态。根据辨证的结果确定相应的治疗方法即是“论治”，同样借助代谢组学技术，在选择对应的复方治疗相应证型的2型糖尿病分析中，其中一部分回调的代谢产物也与所相应证型的差异性代谢产物相吻合，通过该代谢物所参与的代谢通路对2型糖尿病发挥治疗作用。代谢组学是我们观察机体内微观变化的一项有力手段，然检测代谢产物时干扰因素众多，保持样本一致的难度大，给检测结果带来很大影响；代谢组学研究对象及标本种类繁多，给保持样本的一致性又增添了难度；证型的辨别是通过个人的经验得出的结果，辨证分型的结果主观性大，难以用标准衡量，动物的辨证分型则更为困难，这些因素给基于中医理论进行2型糖尿病的代谢些组学研究增添了难度。故对研究对象进行标准化的划分对运用代谢组学研究中医治疗2型糖尿病有着一定的帮助。