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随着世界卫生组织(WHO)健康新概念的提出,国际上对亚健康状态的研究、治疗已经进入了空前活跃的阶段,并且由于亚健康在经济发达、社会竞争激烈的国家和地区中普遍存在,人数一直呈逐年增加的趋势,已经成为国际上医学界研究的热点之一。亚健康的临床表现多种多样,通过本课题组的大规模亚健康流行病学调查研究表明,疲劳型亚健康是亚健康的主要类型之一,疲劳不仅是亚健康状态的重要临床表现之一,也是导致亚健康发生发展的重要因为。因此,阐明疲劳型亚健康的发生机制,不仅有助于深入亚健康的病因学研究,而且可以采取积极的措施干预疲劳型亚健康的发生发展,会对疲劳型亚健康的防治产生积极的影响。
尽管近年来诊治亚健康的研究取得了较大进展,但仍存在许多问题和难点,如诊断和作用机制不清、没有科学客观的实验室指标等问题制约了亚健康的进一步研究。代谢组学是一门在新陈代谢的动态进程中,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,代谢组学由于其对全代谢组的高通量及高灵敏性的优势,已逐渐成为医学领域用于疾病诊断、预后评估及药物治疗评价等方面的新技术。代谢组学技术方法不仅可用于诊断及分子机制的研究,还可进一步将其与中医辨证分型相结合,对中医证型的本质和特征用整体观念科学客观直观地展现,对于中西医结合具有一定的创新性。
本研究主要分为三部分,第一部分通过自行研制的《亚健康状态调查表》对广东地区公务员进行亚健康和疲劳型亚健康的流行病学调查,了解广东地区公务员亚健康和疲劳型亚健康的流行病学分布特征及相关影响因素;第二部分通过代谢组学方法分析疲劳型亚健康的血浆代谢组变化规律,建立疲劳型亚健康的诊断模型,筛选出潜在的分子标志物,探讨其代谢通路特征改变,阐明疲劳型亚健康的发生机制;第三部分建立疲劳型亚健康肾阴虚证和肾阳虚证代谢组学模型,分析疲劳型亚健康中医肾阴虚证和肾阳虚证的血浆代谢组学差异,为中医证型的客观化研究提供参考依据。
第一部分 公务员疲劳型亚健康的流行病学特征分析
[目的]
通过自行研制的《亚健康状态调查表》对广东地区公务员进行亚健康和疲劳型亚健康的流行病学调查,了解广东地区公务员亚健康和疲劳型亚健康的流行病学分布特征及相关影响因素
[方法]
采用现场调查的方法,于2008-11采用自制《亚健康调查表》对参加体检的广东省5个税务部门的1150名公务员进行亚健康及疲劳型亚健康进行现况调查,采用《个人疲劳强度问卷》和《世界卫生组织生存质量量表简表中文版》评价疲劳型亚健康程度、特点及对生存质量的影响。亚健康评判参照2007年世界中医药学会联合会亚健康专业委员会制定的《亚健康中医临床指南》中亚健康的诊断标准。将合格问卷录入Epidata3.1数据库,对数据进行各种描述性分析、t检验、x2检验,相关因素采用Logistic回归分析,采用ROC曲线分析评价CIS得分作为疲劳型亚健康程度的指标的临床诊断准确率。
[结论]
公务员亚健康和疲劳型亚健康的现患率较高,相关因素复杂,对生理、心理及社会等多方面均有不良影响,疲劳型亚健康人群生存质量明显降低,需要从多方面对其进行干预,中医辨证论治是诊治疲劳型亚健康的有效途径和措施。
第二部分 基于核磁共振氢谱(1H-NMR)的疲劳型亚健康的血浆代谢组学研究
[目的]
建立疲劳型亚健康的代谢组学诊断模型,发现疲劳型亚健康的特征分子标志物,从代谢组学角度探讨疲劳型亚健康代谢途径及代谢物的变化规律。
[方法]
通过核磁共振氢谱(1H-NMR)技术获取原始代谢指纹图谱信息,通过数据采集处理获得各样本数据信息,采用多元数据统计方法(PCA、PLS-DA、OPLS-DA)模式识别等方法进行数据处理,得到样本积分矩阵图、载荷矩阵图、S图等散点图。采用OPLS-DA方法进行信号滤噪后建立疲劳型亚健康代谢组学诊断模型,通过模型VIP值、非参数检验及ROC曲线分析筛选疲劳型亚健康的有统计学意义的代谢产物(潜在分子标志物),对应代谢组学数据库进行代谢物鉴定,并分析相关代谢途径变化,阐明疲劳型亚健康的发生机制。计量数据采用One Way ANOVA统计分析,组间代谢物相对含量差异比较用非参数Mann-Whitley U检验,ROC曲线分析用于评价分子标志物诊断疲劳型亚健康的临床准确性。
[结果]
①正常对照组和疲劳型亚健康组代谢图谱存在明显差异,采用PCA、PLS-DA方法进行数据处理和模式识别后,样品分布积分矩阵图中各组区分清晰,建立的模型可以完全区分正常对照组和疲劳型亚健康组。②PCA、PLS-DA方法可以区分轻度疲劳型亚健康和中重度疲劳型亚健康,积分载荷图清晰地表现了疲劳型亚健康从轻到重逐步发展的病理过程。③综合载荷矩阵图、S图、VIP值、非参数检验、ROC曲线分析共筛选得到32个有统计学意义的代谢物,与正常对照组相比相对含量水平均升高(P<0.05),可能是疲劳型亚健康潜在的分子标志物。经鉴定这些代谢物为糖、脂肪、蛋白质三大营养能量代谢过程的有机酸、酮体及小分子氨基酸,与三羧酸循环、糖异生、糖酵解、氨基酸代谢、脂肪酸代谢、氧化应激等多个能量代谢通路相关。
[结论]
疲劳型亚健康的发生与多条能量代谢途径异常改变密切相关,存在着能量代谢紊乱,潜在分子标志物可以用于诊断及评估疲劳型亚健康。运用代谢组学研究技术可以从整体上对疲劳型亚健康进行综合评价,并为揭示其分子机制提供科学依据。
第三部分 疲劳型亚健康中医肾虚证的代谢组学研究
[目的]
将传统中医整体观和辨证论治思想同现代系统生物学理论相结合,建立疲劳型亚健康肾阴虚证和肾阳虚证代谢组学模型,探讨疲劳型亚健康中医肾虚证与基于1H-NMR的血清代谢组学的关系,从整体上观察肾虚证的本质。
[方法]
通过1H-NMR技术获取疲劳型亚健康肾阴虚证和肾阳虚证的原始代谢指纹图谱信息,采用多元数据统计方法(PCA、PLS-DA、OPLS-DA)模式识别等方法对数据信息进行处理,建立两证型代谢组学诊断模型,得到样本积分矩阵图、载荷矩阵图、S图等散点图。进一步通过VIP值、非参数检验及ROC曲线分析筛选疲劳型亚健康肾阴虚证和肾阳虚证有统计学意义的代谢产物(潜在分子标志物),对应代谢组学数据库进行代谢物鉴定,并分析相关代谢途径变化。计量数据采用ANOVA统计,组间代谢物相对含量差异比较用非参数Mann-Whitley U检验,ROC曲线分析用于评价分子标志物诊断疲劳型亚健康肾阴虚证和肾阳虚证的临床准确性。
[结果]
①正常对照组和疲劳型亚健康组肾阴虚证和肾阳虚证间代谢图谱存在明显差异,采用PCA、PLS-DA方法进行数据处理和模式识别后,建立两证型代谢组学模型,样品分布积分矩阵图中各组区分清晰,可以完全区分正常对照组和疲劳型亚健康组肾阴虚证和肾阳虚证。②综合载荷矩阵图、S图、VIP值、非参数检验、ROC曲线分析共筛选得到32个与肾阴虚证相关的有统计学意义的代谢物,35个与肾阳虚证相关的有统计学意义的代谢物(P<0.05)。两组间共同的代谢物为糖、脂肪、蛋白质三大营养能量代谢过程的中间产物,与三羧酸循环、糖异生、糖酵解、氨基酸代谢、脂肪酸代谢、氧化应激等多个能量代谢通路相关。核苷酸代谢紊乱和芳香族氨基酸代谢紊乱是肾阴虚证特征代谢改变,视黄醇代谢紊乱是肾阳虚证特征代谢改变。
[结论]
1H-NMR技术可以分析疲劳型亚健康肾阴虚证和肾阳虚证的血浆全代谢组成分,从整体功能状态认识疲劳型亚健康中医肾虚证的证候特征表现,基于1H-NMR技术的代谢组学研究方法可以作为能够定性、定量表征机体整体功能状态的一种有效的现代科学研究方法。