格物致知,与古为新:中医脏象理论及应用学术思想传承与创新
——战丽彬教授团队“以脾为先,五脏协同”调控生命活动现代科学内涵研究思路与方法

2024-04-16 13:18
世界科学技术-中医药现代化 2024年1期
关键词:阴虚证方药动物模型

1 主要学术思想概述

战丽彬教授从事中医、中西医结合科研、教学与临床工作38年,主要进行中医脾脏象理论、阴虚证辨证标准及其在代谢性疾病、认知功能障碍应用的现代生物学机制研究(学术历程见图1)。以中医学整体观念、脏象学说理论为指导,创造性地运用滋补脾阴法开展防治老年脑病、改善糖尿病认知功能障碍等方面的研究并取得突破性成果,为老年脑病提供了有效的防治策略和方药,为揭示中医脾脏象本质奠定了基础。主要学术思想归纳为以下4 点:1.确立脾阴虚在中枢神经系统损伤中的重要作用,提出防治法则滋补脾阴法;2.阐释“脾主运化、主思藏意”的科学内涵;3.创建滋补脾阴法防治中枢神经系统损伤修复的病证生物学效应平台;4.揭示滋补脾阴方药修复中枢神经损伤的作用机制。融合系统生物学、人工智能等多学科前沿技术方法,从“脾主运化”、“脾主思藏意”等中医理论切入,探讨“从脾论治”在情志致病、痰湿体质及治未病中的作用,挖掘其在代谢性疾病、认知功能障碍中的现代生物学机制,突破传统阴虚证及病证结合动物模型的建立与评价体系,并创新滋补脾阴法应用及系统阐释了其科学内涵。

图1 脾脏象理论研究历程

2 主要研究内容与思路方法

2.1 脾脏象基础理论研究

脏象学说是中医理论的核心,实现脏象理论的自主原始创新,既是脏象理论自身发展的关键科学问题,也是中医学在医学和生命科学方面做出原始创新贡献的重大科学问题。在“脾主运化”、“脾主思藏意”、“脾主肌肉”、“脾在味为甘”等脾脏象理论的指导下,以全面、系统、多角度、多层次发掘整理中医脾脏象理论,实现从内涵到外延中医脾脏象理论的科学概念重大突破,完善脾脏象的理论内涵,创新脾脏象理论体系[1]。

基于古代典籍、医案和现代脾阴虚研究对中医脾阴学说古今文献进行系统梳理,通过文献计量学和统计学的方法总结出脾阴学说相关疾病、证治规律、方药,确立了[2-3]:①脾阴的内涵:指脾布散精中的水谷精微,水谷精微所化生的营血、津液、脂膏等物质,滋养五脏。脾阴虚是引起脾阴损伤的各种致病因素下的机体状态。②脾阴虚的主要病因:先天不足、饮食不节、五志过极、失治误治、劳逸过度等。③脾阴虚证的主要症状:神疲乏力、消瘦、口干(或口渴、咽干)、欲饮或不欲饮、食少、腹胀、食欲不振、大便干结(或便溏或便秘)、面色萎黄、手足心热、烦躁、唇干、失眠、腹泻、面色无华;舌象:舌红、舌淡红;苔象:少苔、少津、或无苔;脉象:脉细数、脉细、脉无力或脉细弱。④脾阴虚证的治法:甘淡养阴、甘寒滋润、祛邪气复脾阴、健胃阳化脾阴等。⑤常用补脾阴的方剂:资成汤、理脾阴正方、中和理阴汤、一味薯蓣饮、醴泉饮、六神散等。⑥滋补脾阴常用的药物:山药、茯苓、扁豆、麦冬、太子参、白术、莲子、白芍、甘草、玉竹、薏苡仁等(研究内容见图2)。同时团队在“脾主思藏意”理论的指导下,认为过度思虑耗伤脾阴引起的“脾失藏意”和“脑髓失养”是糖尿病认知功能障碍的重要病机,针对此病,战教授团队以清代吴澄《不居集》中“理脾阴”名方——资成汤为基础,结合自身多年的临床实践经验创立的具有“健脾养阴、安神益智”的滋补脾阴方药,为脾脏象理论的创新性研究提供了思路与方法(研究内容见图2、图3)。

图2 中医脾阴学说古今文献系统梳理与数据库建立

图3 滋补脾阴方药防治糖尿病认知功能障碍理论研究

2.2 脾脏象功能机制研究

2.2.1 基于系统生物学构建滋补脾阴法防治中枢神经系统损伤的系统生物学平台

系统生物学的核心是整体性和系统性的研究,从多维度、整体性、动态性的角度解析生命活动过程及机制,与中医学的“整体观”、“动态观”、“辨证观”有相似之处。前期运用蛋白质组学、微生物组学等组学技术对滋补脾阴方药有效修复中枢神经系统损伤的生物标志物进行研究。其中,在Diabetologia杂志以封面论文发表了《中药滋补脾阴方药可通过多个靶点改善糖尿病相关认知下降》[4],通过蛋白质组学证实滋补脾阴方药能够通过多靶点修复细胞平衡,进而发挥改善糖尿病认知功能障碍的作用。

分别对慢性心理应激加重糖尿病认知功能障碍(DACD)动物模型中脑线粒体-内质网膜与肝脏进行蛋白质组学研究,明确滋补脾阴方药干预后存在多种差异表达蛋白质并进行功能分析[5]。同时对糖尿病小鼠前额叶皮质进行蛋白质组学研究并确定差异蛋白,证实Grb2可能通过调节PI3K/Akt信号通路改善中枢神经损伤,为DACD的临床治疗提供新的治疗靶点[6]。除此之外,聚焦肠道菌群及其代谢物的系统研究,通过微生物组学、代谢组学等技术,强调滋补脾阴方药能够有效改善DACD相关的肠道菌群失调及短链脂肪酸代谢。通过整合大量系统生物学技术研究,构建滋补脾阴法防治中枢神经系统损伤的系统生物学平台,以期阐明中医药防治疾病的内在规律与整体特征(图4)。

图4 基于系统生物学构建滋补脾阴法防治中枢神经系统损伤的系统生物学平台

2.2.2 基于滋补脾阴理论及科学内涵,制定了代表方滋补脾阴方药(ZBPYR)系统研究及其药效评价、物质基础

(1)将复方提取工艺考察、GC-MS和UPLC-Q-TOF/MS 化学指纹图谱分析、主要活性成分含量测定匹配分析“三结合”的方法应用于滋补脾阴方药,建立中药复方制剂的质量标准。

ZBPYR 水煎剂采用水回流提取,由沸腾开始计时,提取时间为2 h,减压浓缩后备用。GC-MS 方法可用于分析滋补脾阴方药挥发油中的化学成分,且挥发油具有较好的抗癌作用,可为滋补脾阴方药的开发应用研究提供参考。采用超高效液相色谱-质谱联用技术(UHPLC-MS/MS)对滋补脾阴方药中10 种化合物进行提取,该方法具有较高的灵敏度、选择性和特异性,可用于评价各种化合物的药代动力学特性,有助于确定其临床应用潜力,是中药定量分析的有力工具。采用HPLC-二极管阵列检测器(DAD)和Q-TOF/MS 相结合的方法对滋补脾阴方药中各成分进行了定性和定量分析,更为快速有效。建立高效液相色谱指纹图谱分析方法,指纹图谱共有34个共持峰,其中7个峰因其具有特定药理活性而被认为是ZBPYR的主要活性成分[7]。

(2)将体内动物行为学实验和化学部位分离相结合用于滋补脾阴方药活性成分的筛选,获得两个改善认知功能的活性部位。

以抗老年性痴呆作用为指标,观察ZBPYR 不同提取部位对老年性痴呆小鼠动物模型的影响,从而获得ZBPYR抗老年性痴呆的有效部位,并对滋补脾阴方药多糖含量进行测定。研究结果表明用腹腔注射氢溴酸东莨菪碱的方法建立老年性痴呆小鼠模型,经过行为学实验检测证实小鼠出现学习记忆障碍。在分离ZBPYR 获得的5 个部位中,醇沉物、95%乙醇洗脱物明显改善了氢溴酸东莨菪碱导致的小鼠学习记忆损伤,其作用效果与原方相似。研究结果显示醇沉物、95%乙醇洗脱物可能是ZBPYR 抗老年性痴呆作用的有效部位。ZBPYR 含糖量高,以葡萄糖为对照品,蒽酮-硫酸法测定,方法简便易行,精密度高,重现性好(图5)。

图5 滋补脾阴方药(ZBPYR)系统研究及其药效评价、物质基础

2.2.3 构建以脑胰岛素抵抗为基点衍射出的内质网-线粒体-自噬-淀粉样蛋白-树突棘靶点网络

在糖尿病认知功能障碍的模型下,以脑胰岛素抵抗为基点,内质网-线粒体相互作用受到损害,二者可影响神经细胞的凋亡与存活;出现β-淀粉样蛋白沉积;突触改变,树突棘密度有不同程度减少;而骨骼肌和脂肪组织对胰岛素的敏感性或反应性(外周胰岛素抵抗)降低。在此基础上,团队发现内质网-线粒体自噬的新机制,并与淀粉样蛋白、树突棘形成交互调控网络。

研究围绕ZBPYR 对该网络靶点开展了系列研究[8-12],发现ZBPYR 可通过抑制内质网应激及线粒体损伤起到神经保护作用;改善糖尿病认知功能障碍的机制可能与调节ERS 及胰岛素受体信号传导、调控线粒体形态数量变化、改善线粒体功能障碍、改善不同形式的β淀粉样蛋白沉积,调控突触神经元,维持不同脑区树突棘密度,改善神经结构和功能有关。创新构建了以脑胰岛素抵抗为基点衍射出的内质网-线粒体-自噬-淀粉样蛋白-树突棘靶点网络,开拓了治疗认知功能障碍疾病研究新领域(图6)。

图6 以脑胰岛素抵抗为基点衍射出的内质网-线粒体-自噬-淀粉样蛋白-树突棘靶点网络的构建

2.3 阴虚证候及病证结合研究(图7)

图7 战丽彬教授(第一排右3)团队合影

2.3.1 创新阴虚证辨证规范及3种疾病的病证结合辨证标准量表

通过对中国古代医籍文献阴虚证主症及兼症、诊断、病因、病机、治法、用方、用药的条文的梳理,厘清“阴虚证”在不同年代的发展,揭示其古今历史沿革及演变规律,构建阴虚证知识图谱,归纳阴虚证基本证候要素,建立首个以证候为中心,集“医集医家、理法方药、辨证论治”为一体的“阴虚证古今文献知识库”。通过对古代及现代文献的研究,检索历年阴虚证的诊断标准相关文献进行分类,探讨不同标准的异同及优异,提出阴虚证辨证标准的主症为盗汗、午后颧红、咽干口燥、潮热、五心烦热,主舌为舌红少苔或无苔,主脉为脉细数。利用现代科学技术,放眼未来,融合舌、面、目诊图像并结合患者四诊及生理、生化等其他诊疗数据,探索基于多模态数据融合技术对2型糖尿病阴虚证进行智能诊断的可行性,为提高阴虚证辨证相关疾病的临床效果提供理论和新方法学的支撑[13]。

运用德尔菲法对《阴虚证普适性辨证标准量表》进行4轮专家问卷,阴虚证有舌红少苔、五心烦热、盗汗、午后潮热、脉细数、口干咽燥、面色潮红、皮肤干燥、干咳少痰、心烦、少寐、大便偏干、形体消瘦、小便短赤等症状。基于足够的临床数据样本,利用德尔菲法筛选、优化条目,进行多轮德尔菲专家咨询问卷,形成《糖尿病阴虚证辨证标准量表》、《阿尔茨海默病阴虚证病证结合量表》、《高血压阴虚证精准辨证标准量表》,对糖尿病阴虚证、阿尔茨海默病阴虚证、高血压阴虚证进行研究,初步形成了此3种疾病的评价体系,为此3种疾病的诊断提供一定参考,为探索和揭示阴虚证证候特征、演变规律及相关生物学基础提供支持(图8)。

图8 阴虚证辩证规范及3种疾病的病证结合辩证标准量表

2.3.2 揭示阴虚证临床演变规律

通过开展多中心临床横断面研究、中医糖尿病专家问卷,建立糖尿病前期和2 型糖尿病阴虚证证候采集量表;对2000 例糖尿病前期及2 型糖尿病患者的中医症状和四诊信息的采集,结合数据挖掘技术、生物标志物检测,建立2型糖尿病阴虚证证候诊断标准。在揭示2型糖尿病阴虚证临床演变规律的研究中,发现了三期变化规律:糖尿病前期阴虚证处于阴虚证的初期阶段,以体内津液亏虚为主,而虚热的临床表征并不明显;糖尿病期阴虚证处于阴虚证的中期阶段,在体内津液亏虚的基础上开始出现津枯液结、虚热内生的临床表征;糖尿病并发症期阴虚证处于阴虚证的中后期阶段,虚热内生又可加剧津液耗损的临床表征。通过Logistic多因素分析β权重占比排序,糖尿病前期阴虚证证候表现为:大便偏干、口干咽燥、怕热、皮肤干痒、舌红少苔、两目干涩;糖尿病期阴虚证证候表现为:心烦、口干咽燥、大便偏干、皮肤干痒、怕热、脉细数、五心烦热、舌红少苔(剥苔/无苔)、盗汗、舌红少津、形体消瘦或渐瘦;糖尿病并发症期阴虚证证候表现为:大便偏干、口干咽燥、心烦、怕热、脉细数、五心烦热、皮肤干痒、渴喜冷饮、舌红少苔、盗汗、两目干涩、舌红少津。

以高血压阴虚证为研究核心,通过分析初诊高血压阴虚证患者的四诊信息与图像参数,研究普适于高血压阴虚证的一般规律和客观特征,揭示了高血压病阴虚证患者临床及四诊特征:手足心热、头晕、两目干涩、腰膝酸软、目眩、心悸、颧红、耳鸣、梦多、脉细弦。针对阿尔茨海默病阴虚证发生发展的不同阶段,将阿尔茨海默病阴虚病证结合评价分为认知障碍、日常/社会功能障碍、精神行为异常、全身/局部症状、阴虚内热、阴虚内热津伤等6个条目,其中日常生活能力减退、情感淡漠、记忆障碍重要性位于前3位,对于阴虚证评价指标,盗汗、舌红少苔和手足心热的重要性位于前3 位;并初步构建了一套AD 阴虚证评价体系,为AD 阴虚证的诊断辨证标准提供一定的补充参考,并通过六味地黄胶囊干预,评价阴虚证证候诊断标准的有效性(图9)。

图9 阴虚证临床演变规律

2.3.3 制定阴虚证诊断标准与2型糖尿病、高血压病、阿尔兹海默症阴虚证诊断标准

中医药标准化工作是中医药事业和标准战略的重要组成部分。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020 年)》要求“构建适合中医药特点的技术方法和标准规范体系”。开展中医基本证候辨证标准的系统研究与重大、慢性疾病间的创新研究,是推进中医药标准化建设,建立标准体系,成为推动我国中医药标准向国际标准转化的重大战略需求。阴虚证是中医辨证分型中最常见的基本证候之一,目前缺乏公认、统一的阴虚证诊断及量化标准。既往阴虚证辨证标准存在主观因素多、客观指标少、辨证结果个体差异大等情况,影响中医临床及科研工作的开展。因此,研制一套科学有效的阴虚证诊断及量化标准迫在眉睫。团队以阴虚证诊断标准为核心,同时选取2型糖尿病、高血压病及阿尔茨海默病3 种临床上重大、慢性疾病进行研究。团队于2021—2022 年在中华中医药学会分别申请《阴虚证诊断标准》、《2型糖尿病阴虚证诊断标准》、《阿尔茨海默病阴虚证诊断标准》团体标准,并已成功获批立项,另外《高血压病阴虚证辨证标准》也完成团体标准申请,目前正在评审中。上述标准的制定,对推进分级诊疗改革中发挥中医的作用,提高我国慢性重大疾病未病先防、既病防变、既愈防复能力,促进中医学自主创新,改善中医药在医疗质量评价体系内的地位,提高2型糖尿病、高血压病及阿尔茨海默病中医证候辨证的准确性及防治水平等方面具有积极意义(图10)。

图10 制定阴虚证诊断标准与2型糖尿病、高血压病、阿尔兹海默症阴虚证诊断标准

2.3.4 构建了阴虚证及3种阴虚证病证结合动物模型及评价新方法

建立标准化的中医证候动物模型是中医药现代化研究的基本前提之一。阴虚证动物模型多采用模拟阴虚证主要病因或临床表现等方法进行造模,但由于证候的主观性,阴虚证动物模型评价目前存在标准不一致的问题,制约了阴虚证科学内涵的研究进程。采用阴虚证经典造模方法进行模型构建,并创新性结合“五心烦热、潮热、口干、皮肤干燥、便干、形体消瘦、尿赤”等阴虚证典型表现制定评价指标,探索阴虚证动物模型评价方法,为实现阴虚证模型评价的标准化与规范化提供思路(图11)。

图11 构建阴虚证及3种阴虚证病证结合动物模型及评价新方法

在众多阴虚证造模方法中,耗伤阴液法是目前应用较为广泛、认可程度较高的一种。将五心烦热、潮热、口干、皮肤干燥、便干、形体消瘦、尿赤作为评判阴虚证的主要表征,结合阴虚证基本病机,基于中医典型证候表现制定了系统性模型评价方法。针对阴虚证所表现出阴虚阳亢之象,通过旷场实验反映小鼠烦躁的程度;阴虚证患者手足心温度改变与五心烦热之间具有相关性,可作为五心烦热客观表达的方法之一;通过检测小鼠四肢爪心温度、心前区温度及肛温改变,更为全面地反映阴虚证小鼠模型所出现的体温变化情况。此外,午后潮热是阴虚证常见临床表现,采用不同时间点测定小鼠体温,分别于上午、下午及夜间动态监测对温度改变感知更为敏感的四肢爪心温度,探索阴虚证模型小鼠1天内的体温变化特点。

阴虚证还常表现为阴液不足之象,如口干、大便干燥、皮肤干燥等。将饮水量及唾液流率作为口干的评价指标,粪便含水量作为大便干燥的评价指标,皮肤含水量作为皮肤干燥的评价指标。阴虚证可导致机体升清泌浊功能失调,水道不畅,出现小便短黄的症状。人体尿液颜色受血红蛋白的分解产物所影响,其中尿胆素原和尿胆红素是血红蛋白的重要分解代谢产物,故采用尿胆原与尿胆红素水平变化作为尿赤的评价指标。此外,阴虚证属于虚证范畴,阴液亏损,津液匮乏,渗入血脉不足,导致血脉不利,营血不足,机体也可出现疲倦乏力、不思饮食等虚损之象,故增加了摄食量及拉力测定以评价阴虚证模型小鼠虚损表现[14-16]。

2.3.5 构建了阴虚证病证结合人源菌群小鼠模型

采用了病证结合动物模型构建思路探析高血压病阴虚证最佳模型构建方法,在成功构建阴虚证模型的基础上,运用粪菌移植法建立高血压阴虚证和/或高血压非阴虚证动物模型、评价及应用,通过制备高血压阴虚证和/或非阴虚证患者的粪菌液、小鼠灌服和饮水方式服用四联抗生素药物后移植制备的粪菌液,得到相应的高血压阴虚证和/或非阴虚证动物模型,同时采用多种方法进行动物模型评价,从而提供一种稳定性高、易于推广、重复性好、成功率高、经济实用的高血压阴虚证和/或非阴虚证动物模型,为中医药治疗高血压研究提供基础[17]。

运用粪菌移植法建立阿尔茨海默病阴虚证动物模型,通过制备阿尔茨海默病阴虚证和/或非阴虚证患者的粪菌液、小鼠灌服和饮水方式服用四联抗生素药物后移植制备的粪菌液,得到相应的阿尔茨海默病阴虚证和/或非阴虚证动物模型,同时采用多种方法进行动物模型评价,确认模型建立是否成功,从而提供一种稳定性高、易于推广、重复性好、成功率高、经济实用的阿尔茨海默病阴虚证和/或非阴虚证动物模型,为中医药治疗阿尔茨海默病研究提供基础[18]。

运用粪菌移植法建立2型糖尿病阴虚证和/或2型糖尿病非阴虚证动物模型,通过制备2型糖尿病阴虚证和/或非阴虚证患者的粪菌液、小鼠灌服和饮水方式服用四联抗生素药物后移植制备的粪菌液,得到相应的2型糖尿病阴虚证和/或非阴虚证动物模型,同时采用多种方法进行动物模型评价,确认模型建立是否成功,从而提供一种稳定性高、易于推广、重复性好、成功率高、经济实用的2 型糖尿病阴虚证和/或2 型糖尿病非阴虚证动物模型[19](图12)。

图12 构建阴虚证病证结合人源菌群小鼠模型

2.3.6 揭示阴虚证生物学基础的科学内涵

基于阴虚证辨证标准的建立,以阴虚证患者和病证结合动物模型为主要研究对象,开展阴虚证生物学基础研究。以阴虚证患者和病证结合动物模型为研究对象,以“基因-代谢-肠道菌群-生物节律”为核心,进行阴虚证“宏观表征-生物学指标-组织病理变化-网络药理学关联和演变特征”研究,从分子、通路、功能网络等多个维度阐释2型糖尿病、高血压病、阿尔茨海默病阴虚证的共性生物学基础,探索阴虚证的诊断潜在新指标,揭示阴虚证的基本证候要素的科学内涵[20-24](图13)。

图13 阴虚证生物学基础的科学内涵阐释

3 科研团队及科技支撑条件

战丽彬教授科研团队(图14)以辽宁中医药大学中医基础理论国家中医药管理局高水平重点学科、辽宁中医药大学中医药创新工程技术中心和辽宁中医药大学附属医院、南京中医药大学等研究人员组成,从事分子生物学、细胞生物学、病理形态学、中医临床、中药药理学、生物学等研究工作,是一支“四位一体”的“基础理论-科学研究-教育教学-临床实践”研究团队。团队以战丽彬教授的学术思想为引领,言传身教,带领青年教师投身于临床、科研、教育事业,树立了严谨求实、精益求精的工作作风,为“从脾论治”相关疾病的理论基础、科学内涵、病证论治、成果转化提供支撑,是一支师德高尚、业务精良、充满活力的人才队伍。

中医药创新工程技术中心总建筑面积超5000 m2,下设分子生物学与形态学研究室(实验室)、细胞成像与功能分析研究室(实验室)、中医脏象机能研究室(实验室)、中药分析研究室(实验室)等。中心承担了“中医脏象理论及应用”教育部重点实验室、“心脑合病中西医结合防治技术”国家地方联合工程实验室、辽宁省高等学校重大科技平台、辽宁省中医脾脏象现代研究重点实验室、辽宁省中医转化医学专业技术创新中心、辽宁省心脏象理论及应用重点实验室、辽宁省中医辨证论治基础研究重点实验室的建设与管理工作。作为大型仪器开放共享与科技创新平台,中医药创新工程技术中心始终坚持以先进仪器技术为手段,以科研水平提升为目标,以技术支撑服务为重点,不断加大开放共享力度,形成了多形式、多层次的科研服务体系,为科研团队提供了科技支撑。

4 未来建设发展规划

前期从“脾主运化”、“脾主思藏意”等中医理论为切入,融合系统生物学、人工智能等多学科前沿技术方法,创新性地阐释了阴虚证及病证结合动物模型的建立与评价、滋补脾阴法应用的科学内涵。未来将以“以脾为先”的理念,瞄准推动中医药高质量发展的前沿科学问题,以中医“五脏协同”调控系统观为指导,揭示中医对生命本质的认识,针对国家在中医理论继承创新及重大疾病防治等需求,聚焦五脏系统对人体生命活动中认知功能、呼吸功能、循环功能、运动功能的调控等研究方向开展深入研究。敢为人先,锐意创新,凸显研究特色,积极打造原创性成果,推进科技成果转化。

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