Chinese medicine

传统背后的科学——代谢组学对理解中药的作用

 

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肺炎是导致全球幼儿和老年人死亡的主要原因。它是一种感染性疾病,感染引起一个或两个肺中的气囊发炎并导致气囊积液,引发咳嗽、发烧、寒颤和呼吸困难。

传统 中药 (TCMs) 在全球范围内广泛应用于病毒性肺炎的防治,因为它具有增强机体对肺炎病毒的抵抗力和调节免疫反应的潜力。许多病毒都已经建立了与宿主的免疫系统相互作用的复杂机制。

中药已被发现可增强抗体生成、促进T细胞增殖和抗原特异性应答的表达[i]。中药由多种药用植物、动物和矿物质组成,可以是口服液、粉剂或颗粒剂,已被报道具有一定的治疗作用,但这种作用机制尚不清楚。

代谢组学如何帮助验证中药?

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组学技术是中药研究的重要工具。特别是其中的代谢组学,作为一种新的科学思路,通过跟踪功能性的小分子来评估中药的药理作用[ii]。通过系统性地研究体内特定细胞代谢过程留下的代谢谱系,从中挖掘有用信息帮助对患者进行诊断和预后,以及对特定干预措施的药理学反应进行预测。

作为一种新颖的研究疾病的方法,代谢组学能及时地提供血浆、血清和尿液等生物样品中所有代谢物的“快照”。最近的研究成果表明,代谢组学分析有望帮助临床医生发现新的生物标志物以确定病毒性肺炎的具体表型和预测其进展[iii]

评估中药的有效性

代谢组学研究的是整个系统在不同的生理和病理条件下的代谢变化。代谢组学的这一特性与中药的整体思维相吻合,因而有可能帮助我们更好地理解中药背后的循证理论。

近年来,越来越多的代谢组学研究对中药治疗后的病毒性肺炎的代谢谱系进行了检测[iv]。通过对代谢物进行系统分析,发现中药治疗后的各种生物标志物及其受扰动的代谢途径,代谢组学可能为阐明中药的作用机理和循证中药的含义提供机会。

一项查阅了8篇已发表的代谢组学和中药提取物相关文章的研究发现,在病毒性肺炎组中,几种不同的代谢物(包括甘油三酸酯,氨基酸和碳水化合物)都受到了扰动[v]。这项研究的代谢组学数据表明,许多活性成分例如黄岑、虎杖、金银花和连翘,能够有效抵抗病毒性肺炎。其中 5篇已发表的代谢组学和中药方剂相关的文章 ,报道了17种中药药用植物和4个中药方剂能够有效抗击病毒性肺炎。

代谢组学的前景

代谢组学是一种自上而下的策略,它可以从代谢网络的最终产物反映出机体的功能。

代谢组学今后将成为支持中药研究的有力工具。当前的中药研究还处于初级阶段,这是由于中药通常所包含的多成分混合物的复杂性所致,而这也是中药所固有的整体生物活性的来源。布鲁克公司相信,随着中医的古老传统与科学的融合,在布鲁克先进的、完整的代谢组学解决方案的支持下,代谢组学-中药药理学研究将取得令人振奋的发展。

参考文献

[i] Li Y, Ooi LS, Wang H, But PP, Ooi VE. Antiviral activities of medicinal herbs traditionally used in southern mainland China. Phytother Res. 2004;18:718-22.

Jong Seok L, Kyoung CM, Hye Suk H, Eun-Ju K, Yu-Na L, Young-Man K, Min-Chul K, Ki-Hye K, Young-Tae L, Yu-Jin J. Ginseng diminishes lung disease in mice immunized with formalin-inactivated respiratory syncytial virus after challenge by modulating host immune responses. J Interferon Cytokine Res. 2014;34:902-14.

Wang KC, Chang JS, Chiang LC, Lin CC. Sheng-Ma-Ge-Gen-Tang (Shoma-kakkon-to) inhibited cytopathic effect of human respiratory syncytial virus in cell lines of human respiratory tract. J Ethnopharmacol. 2011;135:538-44.

Lin-Lin M, Miao G, Hui-Qiang W, Jin-Qiu Y, Jian-Dong J, Yu-Huan L. Antiviral activities of several oral traditional chinese medicines against influenza viruses. Evid Based Complement Altern Med. 2015;2015:1-9.

[ii] Sun X, Song L, Feng S, Li L, Yu H, Wang Q, Wang X, Hou Z, Li X, Li Y. Fatty acid metabolism is associated with disease severity after H7N9 infection. EBioMedicine. 2018;33:218-29.

Banoei MM, Vogel HJ, Weljie AM, Kumar A, Yende S, Angus DC, Winston BW. Plasma metabolomics for the diagnosis and prognosis of H1N1 influenza pneumonia. Crit Care. 2017;21:97.

Lu C, Jiang Z, Fan X, Liao G, Li S, He C, Han L, Luo S, Liu Y, Lin H. A metabonomic approach to the effect evaluation of treatment in patients infected with influenza A (H1N1). Talanta. 2012;100:51-6.

[iii] Stewart CJ, Hasegawa K, Wong MC, Ajami NJ, Petrosino JF, Piedra PA, Espinola JA, Tierney CN, Camargo CA Jr, Mansbach JM. Respiratory syncytial virus and rhinovirus bronchiolitis are associated with distinct metabolic pathways. J Infect Dis. 2017;217:1160-9.

[iv] Meng X. Regularity of compound herbal formula for pneumonia treated by Professor Wang Shouchuan and anti-RSV effect of Jinxin oral liquid and baicalein based on metabolomics. NJUCM. 2017.

[v] Lili Lin, Hua Yan, Jiabin Chen, Huihui Xie, Linxiu Peng, Tong Xie, Xia Zhao, Shouchuan Wang and Jinjun Shan (2019) Application of metabolomics in viral pneumonia treatment with traditional Chinese medicine, China: Springer Nature.

[vi] Zhang A, Sun H, Wang Z, Sun W, Wang P, Wang X. Metabolomics: towards understanding traditional Chinese medicine. Planta Med. 2010;76:2026-35.