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代谢组学与中医药现代研究 王桐生，谢鸣 北京中医药大学国家重点方剂学学科（北京，100029） 摘 要：代谢组学是一门在新陈代谢的动态过程中，系统研究代谢产物的变化规律，揭示机 体生命活动代谢本质的科学，是 “组学”研究的最终方向。代谢组学研究具有整体动态、综 合与分析等方法学特点，与中医的系统整体观相近。本文从代谢组学的技术特征出发，分析 了代谢组学在中医证候模型复制、方药作用机制及中药安全性评价等领域应用的价值及可能 性，认为代谢组学将成为中医药现代研究的重要技术方法之一。 关键词：代谢组学；证候模型；方药作用；安全性评价；中医药 代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后，系统生物学的重要组成部分。基 因组学研究生物体在一定的病理生理条件下，基因表达谱的改变。但“沉默基因”及基因之 间的互相调控，使得基因的“开”“关”与生物效应之间并无直接联系，而且不能与生物体 作用的靶点直接联系。蛋白质组学主要是针对细胞蛋白质的变化，进行半定量测定。但蛋白 组学也存在信号通路蛋白相互影响，靶位点难以确定等缺点。代谢组学则是一门在新陈代谢 的动态过程中，系统研究代谢产物的变化规律，揭示机体生命活动代谢本质的科学[1,2] 。简 而言之，基因组学和蛋白质组学告诉我们可能发生什么，而代谢组学则告诉我们已经发生了 什么。细胞内的生命活动离不开物质代谢，而基因、蛋白质的生命调控效应最终也需落实在 代谢层面上，因此代谢组学被认为是“组学”研究的最终方向。随着当代生物科技飞速发展， 中医药现代化研究正面临借鉴新观念和新技术，寻找到合适的切入点，来促进自身的发展的 机遇。代谢组学将为中医药现代研究提供一种非常有用技术手段。 1．代谢组学与现代中医药研究结合的可能性 中医学重视诊疗中的整体观，强 调辨证论治，在对生命和疾病等问题的认识方面与西医学有着根本的区别。西医学在结构理 论、理化性质、效用机制等方面强调原理清晰，对疾病的治疗针对性强，有着一定的优势； 而中医药的成分多样性、治疗多靶点、多途径却正好与 疾病的复杂性相一致。多年来，中医药现代研究，多遵循的是西医学理论框架，如选择单一 的病理、生理、生化指标进行研究，忽略了中医药和西医学对疾病认识的不同；在中药方剂 学研究方面，由于方剂配伍复杂、中药成分复杂，加之现有方法技术的局限，多沿袭化学药 的研究模式，着重有效成分的分离提纯和结构的测定，忽略了方剂是一个非线性复杂体系， 尤其是忽视了方药与病证二者之间的相互作用关系。许多中医药研究因缺乏中医理论的指 导，难以取得突破性进展[3] 。因此，中医药研究在理论和技术等方面迫切需要建立符合自身 -1- 特点的研究方法。 代谢组是反应机体状况的分子集合，所有对机体影响的因素如基因、环境、药物、营养、 时间等均可反映在代谢组中，而且最终通过代谢组对表达施加影响。作为一门新发展的技术， 代谢组学是通过考察生物体系受刺激或扰动后其代谢产物的变化，来研究生物体系的代谢途 径的一门技术。中医认为“有诸内必形诸外”，传统上通过利用四诊方法获取患者信息，以 揣推体内的变化，获得所谓病证本质的认识。代谢组学研究则是通过对体内、外的血液、尿 液等成分的测定，通过与正常或比照的差异分析来了解体内的异常代谢状态。代谢组学在方 法学上具有无创、在体、动态等特点，与中医学诊治中整体动态性原则具有很大的趋同性。 其在思路上，通过获取体内动态代谢变化的综合信息来了解其可能受影响的部位和环节，这 与中医“据外揣内”有着很大的内在同一性。而且代谢组学所提供的新技术可以克服中医传 统“四诊”方法的局限，为从生物代谢的视角认识中医药的现代内涵提供可靠依据。 近年来，生物科学技术以及相关学科的飞速发展正在为中医药现代研究提供技术平台， 如生物芯片、蛋白组学、高通量筛选、血清药理等技术。但基因组学、蛋白组学存在上述的 缺陷、血清药理学在方法学上还有待进一步论证。代谢组学作为一门新技术，则越来越受到 重视。由于代谢组学关注的是各种代谢路径底物和产物的小分子代谢物（MW1KD ），反应 细胞或组织在外界刺激或是遗传修饰下代谢应