摘要
类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)属于中医学“痹证”范畴,是中医临床辨证论治的优势病种。对RA进行辨证分型是确定相应治疗原则和方法的前提,体现了中医诊疗RA辨证论治和整体观的理论特色与优势。虚、实证候作为八纲辨证的基本证候类型,是RA辨证论治所必须辨明的诊断要素之一。长期以来,中医证候分类研究缺乏客观量化标准,如何运用现代科学方法揭示中医证候理论蕴藏的科学内涵,探索中医证候分类的生物学基础,阐明中医辨证论治的微观机制,显得极为重要。肝肾亏虚证和寒湿痹阻证是RA虚、实证候分类中的主要证候代表类型之一,选取其作为切入点进行RA虚、实证候的初步探索,有助于为将来更全面、系统开展中医证候分类研究提供可靠的科学依据和技术理论支撑,从而促进中医学证候理论的传承和发展,进而指导RA临床更精准的辨证论治,获得更优的临床疗效。 目的: 本研究旨在通过文本挖掘技术,结合生物信息学分析对RA虚实证候的生物学特征进行探索;同时,对临床收集的RA肝肾亏虚证和寒湿痹阻证患者血清样本进行代谢组学研究,获得代谢水平的RA肝肾亏虚证和寒湿痹阻证生物学特征,并与RA虚实证候的文本挖掘结果进行对比验证,从而获得RA虚实证候潜在的生物学基础证据。 方法: 1.RA虚实证候文本挖掘研究:运用文本挖掘技术,基于PubMed、SinoMed数据库,以“关节炎,类风湿”、“类风湿关节炎”、“类风湿性关节炎”、“Rheumatoid Arhritis”、“Arthitis,Rheumatoid”和“虚证”、“实证”、“Deficiency svndrome”、“Deficiency pattern”、“Xu Zheng”、“Excess syndrome”、“Excess pattem”、“Shi Zheng”等主题词和自由词进行文本检索。经过数据清洗、处理、可视化,并结合可以通过建模分析、理解复杂生命系统的Ingenuity pathway analysis(IPA)软件,得到RA虚实证候的生物学特征。 2.RA肝肾亏虚证和寒湿痹阻证代谢组学研究:(1)按照制定的RA诊断标准、中医证候诊断标准、纳入标准、排除标准进行临床研究对象的纳入和血清样本的收集、保存。(2)对血清样本进行预处理,并运用UPLC-QTOF-MS技术进行代谢组学检测,将获得的原始数据进行处理后,进行多元统计分析和差异代谢物的鉴定,并结合IPA进行生物信息学分析,获得代谢水平的RA肝肾亏虚证和寒湿痹阻证生物学特征,进一步与RA虚实证候的文本挖掘结果进行对比验证。 结果: 1.通过对RA虚实证候的文本挖掘研究,在PubMed和SinoMed数据库获得633篇RA虚证检索结果和208篇RA实证检索结果(信息截止到2019年12月31日)。通过对RA虚实证候文本挖掘相关生物分子一维结果进行对比,显示RA虚证相关生物分子与RA实证相关生物分子相比整体较多,虚证相关生物分子频次大于30的有14个:IgG(184次),Nitric Oxide(130次),CD4(118次),Glut1(67次),IgE(57次),CD18(56次),Dopanline(48次),SOD(46次),Testosterone(44次),IL-2(43次),IgM(38次),5-hydroxytryptamine(37次),Cholestero1(31次),INF-γ(31次);而实证相关生物分子频次大于30的仅2个:Nitric Oxide(59次),Mineraloconicoid(31次)。在排名前15的生物分子中,虚实证共有4个相同的生物分子:IgG,Nitric Oxide,IgE,CRP。文本挖掘分别提取到RA虚证416项相关生物分子组合,RA实证276项相关生物分子组合。虚证中IgG与IgM的关联最紧密,其次为CD4与CD8,CD18与Leukocytes。实证中Mineraloconicoid与Hydroxysteroid dehydrogenases的关联最密切,其次为Renin与A1dosterone,Hydroconisone与Aldosterone。 2.经过IPA分析,获得RA虚证相关生物分子特有的生物通路(排名前5)分别是:真核生物的错配修复(Mismatch Repair in Eukaryotes),卵巢癌信号(Ovarian Cancer Signaling),调节上皮-间质转化途径(Regulation ofthe Epithelial-Mesenchymal Transition Pamway),胰腺癌信号(Pancreatic Adenocarcinoma Signaling)和遗传性乳腺癌信号(Hereditary Breast Cancer Signaling)。获得RA实证相关生物分子特有的生物通路(排名前5)分别是:多能造血干细胞造血作用(Hematopoiesis from Pluripotem Stem Cells),Th1通路(Th1Pathway),高迁移率族蛋白1信号(HMGB1Signaling),Th1和Th2的激活途径(Th1and Th2Activation Pathwav)和细胞因子在调节免疫细胞间通讯中的作用(Role of Cytokines in Mediating Communication between Immune Cells)。获得8个与RA虚证相关生物分子密切相关的功能与疾病:代谢性疾病(Metabolic Disease),细胞死亡与存活(Cell Deatll and Survival),营养性疾病(Nutritional Disease),细胞运动(Cellular Movement),分子转运(M01ecular Transport),维生素和矿物质代谢(Vitamin and Mineral Metabolism),遗传障碍(Hereditary Disorder)和心理障碍(Psychological Disorders)。获得8个与RA实证相关生物分子密切相关的功能与疾病:心血管疾病(Cardiovascular Disease),细胞功能与维持(Cellular Function and Maintenance),发育障碍(Developmental Disorder),细胞生长和增殖(Cellular Grovvth and Proliferation),神经性疾病(Neurological Disease),蛋白质合成(Protein Synthesis),过敏反应(Hypersensitivity Response)和细胞装配与构架(Cellular Assembly and Organization)。 结论: 1.差异代谢物5-甲氧基色胺(5-Methoxytryptamine)介导褪黑素降解Ⅱ(Melatonin DegradationⅡ)和褪黑素降解的超途径(Superpathway of Melatonin Degradation)生物通路,并参与分子转运(Mo1ecular Transport)是RA女性患者肝肾亏虚证的生物学特征,也是RA虚证潜在的生物学基础; 2.差异代谢物γ-氨基丁酸(GABA)介导4-氨基丁酸降解Ⅰ(4-aminobutyrate DegradationⅠ),谷氨酸降解Ⅲ(通过4-氨基丁酸)(Glutamate DegradationⅢ(via4-aminobutyrate))和GABA受体信号(GABAReceptor Signaling)生物通路,并参与细胞生长和增殖(Cellular Growth and Proliferation)和细胞装配与构架(Cellular Assembly and Organization)是RA女性患者寒湿痹阻证的生物学特征,也是RA实证潜在的生物学基础; 3.基于文本挖掘和代谢组学技术,结合生物信息学分析,将RA肝肾亏虚证和寒湿痹阻证代谢水平的生物学特征与RA虚实证候文本挖掘研究结果进行对比验证,可以获得RA虚实证候潜在的生物学基础,为进一步的实验验证提供证据支持,也可以为中医证候,特别是RA虚、实证候分类研究提供方法、技术的借鉴和参考。
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