基于代谢组学的养阴益肺方治疗慢性阻塞性肺疾病稳定期肺气阴两虚证作用机制研究

发布时间：2018-11-12 13:43

【摘要】：慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是以持续性气流受限为特征的呼吸系统常见病和多发病,且因慢性炎症等因素的持续存在,其气流受限呈进行性发展。近年来随着大气污染的加重,其发病率呈上升趋势。全球疾病负担研究项目显示,预计至2020年,COPD将排名第三位,成为全球死亡原因的重要疾病之一,其对全人类的健康产生重大威胁,并带来沉重的社会负担,故对其进行有效防治也被人们逐渐提上日程。而对COPD进行防治的重点即阻止或减少急性发作的次数,故对稳定期的治疗尤为重要。目前对COPD稳定期的干预措施除给予西药化痰、平喘等治疗外,还可在此基础上给予中药治疗,中药治疗COPD已在临床上取得了显著成效。然而,鉴于中药方剂多为复方制剂,每种中药含有多种有效成分,且各种药物成分间可能存在化学反应,故对其作用机制多不明确。而现代药理学的研究方法也只能对其中单个有效成分进行评估,无法对方剂的整体作用机制进行研究,这也成为阻碍中医学发展的瓶颈所在。因此,寻找一种适合中医学自身理论特点的研究方法成为急需解决的问题。代谢组学是继基因组学、转录组学、蛋白组学之后出现的新的“组学”,目前已在生命科学领域得到广泛应用。其通过分析生物体在外界各种刺激下产生的分子量低于1000的内源性小分子代谢物的全面变化,来分析生物体的生理、病理状态。其强调把生物体做为一个整体来看待,这与中药方剂的组方理念极为相似。其通过对比应用方剂治疗前、后的机体代谢物的变化,探讨复方中药起作用的可能机制。该研究方法抛开了对单味中药成分及各味药物成分间相互作用的研究,只针对方剂整体作用机制进行探讨,为传统中医药的研究提供了崭新和强有力的技术手段。本研究选取临床常见的慢性阻塞性肺疾病(COPD)稳定期肺气阴两虚证患者为研究对象,应用代谢组学的研究技术,通过对疾病组和正常组的血浆差异性代谢产物进行分析,推断出COPD稳定期肺气阴两虚证的可能潜在标志物。同时,观察养阴益肺方等干预后的血浆差异性代谢物的变化,从而对复方药物的作用机制进行研究,以便对该疾病的防治及临床治疗提供理论依据。本论文的研究内容主要包括以下三个部分:第一部分养阴益肺方对慢性阻塞性肺疾病稳定期肺气阴两虚证患者临床疗效及血清相关因子的影响目的:研究养阴益肺方治疗COPD稳定期肺气阴两虚证患者的临床疗效,以及对血清相关因子白细胞介素8(IL-8)、白细胞介素17(IL-17)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白三烯B4(LTB4)、基质金属蛋白酶9(MMP9)、基质金属蛋白酶抑制剂1(TIMP-1)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)的影响。方法:选取符合诊断标准的COPD稳定期肺气阴两虚证患者65例,按照随机数字表法分为对照组33例和观察组32例。对照组给予常规西药治疗,观察组在常规西药治疗的基础上给予养阴益肺方,两组均治疗1月。分别记录两组治疗前、后的临床症状积分、总有效率、肺功能、呼吸困难问卷(m MRC)、6分钟步行试验(6MWT),以及血清IL-8、IL-17、TNF-α、LTB4、MMP9、TIMP-1、MDA、SOD的变化。结果:两组中医证候积分均较治疗前降低(P0.05);治疗后观察组气短、喘息、自汗易感积分优于对照组(P0.05)。对照组总有效率为54.6%,观察组总有效率为87.5%,观察组高于对照组(P0.05)。观察组治疗后肺功能及6分钟步行距离较治疗前好转并优于对照组(P0.05)。两组m MRC评分均较治疗前降低(P0.05),两组治疗后差异无统计学意义(P0.05)。观察组治疗后血清IL-8、IL-17、TNF-α、LTB4水平较治疗前下降,差异有统计学意义(P0.05),对照组治疗后血清IL-8、TNF-α水平较治疗前下降,差异有统计学意义(P0.05);观察组治疗后血清IL-17、TNF-α、LTB4水平低于对照组,差异有统计学意义(P0.05)。两组治疗后MMP9均较本组治疗前降低(P0.05),且治疗后观察组低于对照组,差异有统计学意义(P0.05)。两组TIMP1水平治疗前后差异无统计学意义(P0.05)。与治疗前比较,观察组治疗后MDA降低,SOD活力升高,差异均有统计学意义(P0.05),对照组治疗前后MDA水平、SOD活力变化无统计学差异(P0.05)。第二部分慢性阻塞性肺疾病稳定期肺气阴两虚证患者血浆代谢组学特征研究目的:应用代谢组学的技术研究COPD稳定期肺气阴两虚证患者的血浆代谢组学特征,寻找该证型的潜在生物标志物;对该证型的潜在生物标志物进行代谢通路分析。方法:选择符合COPD稳定期肺气阴两虚证诊断标准的患者65例,设为疾病组,同时选取来院的健康体检者30例,设为正常组。分别空腹采集疾病组及正常组静脉血,进行抗凝、离心等相关处理,得到血浆。然后,采用高效液相色谱-质谱联用仪(HPLC-MS)检测两组血浆的差异性代谢物,并利用主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)的统计学方法对差异性代谢物进行定性,并进行代谢通路分析。结果:在正离子模式下,与正常组相比,疾病组的代谢图谱出现显著差异,初步推测出肌苷酸、三磷酸鸟苷(GTP)、神经酰胺、葡萄糖神经酰胺、L-苯丙氨酸、组氨酸、甘氨酸、3-甲基组氨酸、抗坏血酸、α-亚麻酸、二十四烷酸、鲨烯等可能为COPD稳定期肺气阴两虚证的潜在标志性代谢物;其中,肌苷酸、三磷酸鸟苷(GTP)、组氨酸、甘氨酸、3-甲基组氨酸、抗坏血酸、α-亚麻酸、二十四烷酸、鲨烯呈现下降趋势,其余三种呈上升趋势。所涉及主要异常的代谢通路有氮代谢、氨基酰-t RNA生物合成、嘌呤代谢、谷胱甘肽代谢、组氨酸代谢、α-亚麻酸代谢、苯丙氨酸代谢以及甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢。第三部分基于代谢组学的慢性阻塞性肺疾病稳定期肺气阴两虚证方药干预机制研究目的:应用代谢组学的技术,通过查找观察组治疗前、后的血浆差异性代谢物,分析与其相关的代谢通路,推测养阴益肺方联合常规西药治疗的可能作用机制;并对观察组和对照组治疗后的代谢物进行对比,查找两组间的差异性代谢物及所涉及的异常代谢通路,从而推测出养阴益肺方联合常规西药治疗较单纯常规西药治疗的优势所在。方法:将符合诊断标准的COPD稳定期肺气阴两虚证患者65例,按照随机数字表法分为对照组33例和观察组32例。对照组给予常规西药治疗,观察组在常规西药治疗的基础上给予养阴益肺方,两组均治疗1月;并分别对比观察组治疗前、后以及两组治疗后的血浆差异性代谢产物,并寻找与差异性代谢产物相关的代谢通路。结果:在正离子模式下,与治疗前相比,观察组治疗后的代谢图谱出现显著差异,初步推测出肌苷酸、三磷酸鸟苷、葡萄糖神经酰胺、3-甲基组氨酸、α-亚麻酸、二十四烷酸、20羧基白三烯E4、溶血磷脂酰胆碱等可能为对观察组进行养阴益肺方联合常规西药干预后的差异性血浆代谢物。其中,肌苷酸、三磷酸鸟苷、3-甲基组氨酸、α-亚麻酸、二十四烷酸呈现上升趋势,其余三种物质则出现下降趋势。所涉及主要异常代谢通路可能有α-亚麻酸代谢、嘌呤代谢、核黄素代谢、组氨酸代谢、磷脂代谢等。将两组治疗后相比,共找出5种差异性代谢产物,分别为肌苷酸、3-甲基组氨酸、二十四烷酸、20羧基白三烯E4、20-三羟基白三烯B4。其中,肌苷酸、3-甲基组氨酸、二十四烷酸在观察组治疗后呈现升高趋势,其余两种呈现降低趋势。所涉及主要异常代谢通路可能有嘌呤代谢、组氨酸代谢及花生四烯酸类代谢。结论:1养阴益肺方可以改善患者咳嗽、喘息、气短、自汗易感、口渴等临床症状,降低m MRC评分,改善肺功能,提高6分钟步行试验距离,疗效确切。2养阴益肺方可以降低血清IL-8、IL-17、TNF-α、LTB4、MMP9、MDA水平,提高SOD活力,通过改善机体炎症水平、蛋白酶/抗蛋白酶系统失衡、氧化应激状态三方面起作用。3在正离子模式下,肌苷酸、三磷酸鸟苷(GTP)、神经酰胺、葡萄糖神经酰胺、L-苯丙氨酸、组氨酸、甘氨酸、3-甲基组氨酸、抗坏血酸、α-亚麻酸、二十四烷酸、鲨烯等可能为COPD稳定期肺气阴两虚证的标志性代谢物。所涉及主要异常代谢通路有氮代谢、氨基酰-t RNA生物合成、嘌呤代谢、谷胱甘肽代谢、组氨酸代谢、α-亚麻酸代谢、苯丙氨酸代谢以及甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢。4在正离子模式下,与治疗前相比,初步推测出肌苷酸、三磷酸鸟苷、葡萄糖神经酰胺、3-甲基组氨酸、α-亚麻酸、二十四烷酸、20羧基白三烯E4、溶血磷脂酰胆碱等可能为对观察组进行养阴益肺方联合常规西药干预后的差异性血浆代谢物。所涉及主要异常代谢通路可能有α-亚麻酸代谢、嘌呤代谢、核黄素代谢、组氨酸代谢、磷脂代谢等。5在正离子模式下,将两组治疗后相比,初步推测出肌苷酸、3-甲基组氨酸、二十四烷酸、20羧基白三烯E4、20-三羟基白三烯B4可能为养阴益肺方联合常规西药治疗和单纯常规西药治疗的差异性代谢产物。所涉及主要异常代谢通路可能有嘌呤代谢、组氨酸代谢及花生四烯酸类代谢。
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【学位授予单位】：河北医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R259

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