代谢组学是上世纪90年代中期继基因组学和蛋白质组学之后发展起来的一门新兴学科，是系统生物学的重要组成部分。用代谢组学的方法来研究中医药最近3年来初现端倪。近日，国际权威学术杂志相继刊登了两篇上海交通大学药学院贾伟教授等科研人员运用代谢组学技术开展的中医药相关研究的文章，由此可以看出，国际科技界对于代谢组学与中医药研究相结合的价值及其创新性的关注。近日，记者在上海就代谢组学的发展及其与中医药研究的结合等问题，采访了贾伟。
代谢组学发展势头迅猛
基因组学和蛋白质组学分别从基因和蛋白质层面探寻生命的活动，而实际上细胞内许多生命活动是发生在代谢层面的，如细胞信号释放、能量传递、细胞间通信等都是受代谢物调控的。代谢组学正是研究代谢组（在某一时刻细胞内所有代谢物的集合）的一门学科。基因与蛋白质的表达紧密相连，而代谢物则更多地反映了细胞所处的环境，这又与细胞的营养状态、药物和环境污染物的作用，以及其他外界因素的影响密切相关。
“有人认为，‘基因组学和蛋白质组学告诉你什么可能发生，而代谢组学则告诉你什么确实发生了’，它有点类似于通过分析发动机的尾气成分，来研究发动机的运行规律和故障诊断等的反向工程学。”贾伟深入浅出地解释说，“代谢组学不把研究对象破坏，例如磨成匀浆来测定其中的变化，而是着眼于把研究对象作为一个整体来观察和分析，特别是从人体水平来研究系统的结构与行为”。贾伟认为，从代谢组学的观点来看，瞎子摸象并没有错，但要有一个必要的前提，即这些摸象者必须要把各自对大象的描述加在一起，这样就可得到大象的全貌。
代谢组学在药物毒理学研究中初露峥嵘。贾伟介绍说，最近，美国食品与药品监督管理局已开始评估代谢组学方法作为药物毒理学评价的可行性。另外，代谢组学在心脏病的诊断方面也表现不俗。2002年12月，英国皇家医学院发表了用患者血清代谢组学的生物指纹图谱预测心脏病患者的危险程度,开拓了用“组学”生物指纹监控病情发展、预测危险程度的新领域。在药物代谢学研究方面，代谢组学的创始人Jeremy Nichoson教授已在国际上首次实现了通过测定用药前个体的尿液代谢组学特征，来预测个体对药物的反应，这是所谓预防性、预测性和个性化医学的一个成功典范。
近年来国内代谢组学领域的研究也渐入佳境。1999年春，中国科学院大连化学物理所许国旺教授在国内首次提出了代谢组学的概念，这几乎和国际同步。2003年7月，许国旺又承担了国家高技术研究“863”计划课题“代谢组学技术平台”的研究，是国内设立的第一个针对代谢组学的研究项目。另外，中科院长春应用化学研究所以及武汉物理所也正在开展一些代谢组学研究工作。上海交大课题组在2003年开始涉入代谢组学的研究领域，现在主要从事创建代谢组学的技术平台，主要特色是把代谢组学运用于现代中医药研究中。国内代谢组学研究小组先后在国际学术杂志上发表的学术论文已达20余篇。去年，以陈竺院士为主任的上海系统生物医学研究中心在上海成立，为代谢组学的研究搭建了高层次的平台。但由于资金投入以及仪器设备等方面的局限，国内研究系统性、全面性不够，另外以跟踪性研究居多，创新性不强，整体研究水平与国际相比还有一定的差距。
在提到代谢组学的未来发展时，贾伟指出，继基因组、蛋白质组等之后，代谢组学必将成为未来各国激烈争夺的生命科学研究的制高点。但是它同时又是一个非常年轻的学科，需要不断去拓展新的研究领域。中医药拥有独到的理论体系和丰富的临床实践，在慢性疾病、疑难病的治疗和保健方面具有独特的优势，可同时中医药自身又存在诸多局限性。如果代谢组学能在中医药的现代化研究方面有所建树，那它本身也将会得到极大的丰富和提升，涉足中医药研究是代谢组学发展的一个新的切入点。
两学科“联姻”大有可为
代谢组学可以从中医药研究中获得新的“抓手”，那么中医药现代化研究需要搭代谢组学这列“快车”吗？贾伟相信，代谢组学与有着几千年历史的中医学在许多方面有相近的属性。代谢组学之父、英国伦敦帝国理工学院Jeremy Nich-olson教授认为，人体应该作为一个完整的系统来研究，应用代谢组学和全面性系统策略来理解疾病过程，与中医的整体观念和辨证论治思维方式不谋而合。近年来的中医现代化研究业已证明，一种中医理论很难以某一单元的特异指标来解释，这就提示应该从一系列信息的系统集成（“组装”）来解释复杂性理论，并进一步解释其如何“组装”而体现出相应功能。从系统生物学的角度可以认识到，疾病是因蛋白质网络和基因调节网络被“扰动”而致，而中医中的“证候”可能是蛋白质网络和基因调节网络被“扰动”后所发生的一种特异性变化状态。这一被扰动网络可通过其分泌到血液和尿液的内源性成分的改变而反映出来，而这一改变以组、群、谱的特征出现，因此，反映中医症候规律的“物质基础”将可能是“组”、“群”、“谱”集成的形式。新兴学科代谢组学的出现，给中医药复杂理论体系的研究、中医药现代化提供了强有力的研究手段，也为中医药融入世界提供了新的契机。
“运用代谢组学对中医学中辨证论治理论进行研究，就证明了代谢组学与中医药研究结合大有可为，”贾伟强调，辨证论治是中医诊疗体系的核心，由于中医建构的是“唯象模式”，它通过四诊（望、闻、问、切）手段获取机体在某一时间条件下，对各种内外因素（包括机体生理功能及生物、化学、环境、气候等各种致病因子），采取“司外揣内”的方法而呈现的生理、病理状态信息的综合判断的表述，因此它强调形态或状态之间的互作和转化，具有模糊性和思辨性，与西医建构的“实体模式”相比无法沟通和交融。一方面，中医证型的这种模糊性和思辨性使证本质的研究在现代医学评价体系下显得举步维艰；另一方面，证本质研究又是证型规范化的前提与基础，是中、西医两种医学体系深层次沟通的必由途径。所以深入地探索中医“证”的诊断或评价指标、尝试对其进行定性定量的表达研究，是中医证型规范化及建立中医疗效评价指标体系的惟一出路，具有实际的临床应用价值。有鉴于此，上海交大代谢组学课题组开展了“中医方证对应性”研究，在这个研究中通过给大鼠注射氢化可的松，造成类似中医临床“肾阳虚”证的大鼠动物模型。接着收集大鼠尿样，在样品衍生化后运用气相色谱质谱联用方法测定尿样中内源性代谢物的组成，而后采用主成分分析等计算方法考察所收集的分析数据，从而监测大鼠代谢网络表达水平的变化。研究结果表明，“肾阳虚”状态大鼠的代谢网络明显偏离正常范围。而给“肾阳虚”大鼠喂饲温阳补肾的中药肉苁蓉后，大鼠被扰乱的代谢网络逐渐被修复，回归正常，大鼠日益康复。下一步，贾伟计划研究将在上海的数家医院开展“肾阳虚”证的临床研究，搜集大量典型病例，在临床上运用代谢组学的方法来进一步揭示“肾阳虚“证的本质。
中医病证引起代谢物组的共性分析和生物标记物的发现，可促进“证“本质的研究、中医辨证的科学化和定量化，深层次理解中医脏象理论，预测疾病的发生，整体性评价中药复方综合疗效、安全性和作用机制，反应肠道内生态环境状况。代谢组学和中医药学的结合，将探索出中医药复杂理论体系研究的新方法与新途径。“代谢组学与中医药现代化研究的结合之路还很长，前景也值得期待”。贾伟对此非常乐观。
