基于多層面生物標(biāo)志物群的中醫(yī)臨床系統(tǒng)生物學(xué)研究體系的構(gòu)建與應(yīng)用

基于多層面生物標(biāo)志物群的中醫(yī)臨床系統(tǒng)生物學(xué)研究體系的構(gòu)建與應(yīng)用

一、化學(xué)組學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)如何構(gòu)建符合中國國際慣例和規(guī)則的現(xiàn)代研究方法體系是作者長期以來的研究和研究問題。1997年首先提出并發(fā)表了中藥復(fù)方有效部分理論，進(jìn)而構(gòu)建了中藥化學(xué)研究體系，即“一個(gè)結(jié)合（化學(xué)研究與藥效學(xué)研究相結(jié)合）、兩個(gè)基本講清（基本講清藥效物質(zhì)基礎(chǔ)，基本講清作用機(jī)理）、三個(gè)化學(xué)層次（復(fù)方整體、有效部分、有效成分）、四個(gè)藥理水平（整體動(dòng)物、器官組織、細(xì)胞亞細(xì)胞、分子生物學(xué)）”（簡(jiǎn)稱為“一二三四”研究體系）。即將中藥化學(xué)物質(zhì)體系的特點(diǎn)與后基因組時(shí)代“組學(xué)”研究思想相結(jié)合，創(chuàng)建了化學(xué)物質(zhì)組學(xué)（Chemomics）新方法。將作用于生物體系的某一個(gè)外部擾動(dòng)體系的所有化學(xué)物質(zhì)的集合定義為化學(xué)物質(zhì)組（Chemome），化學(xué)物質(zhì)組學(xué)方法則可以研究化學(xué)物質(zhì)組的組成及其變化與生物響應(yīng)（效應(yīng)）的相互關(guān)系。中藥復(fù)雜體系的表征推動(dòng)了中藥指紋圖譜技術(shù)的發(fā)展。在化學(xué)物質(zhì)組學(xué)應(yīng)用于中藥復(fù)方研究與開發(fā)中，我們提出了層次化的研究策略，即整體化學(xué)物質(zhì)組（藥材配伍的傳統(tǒng)中藥）、有效化學(xué)物質(zhì)組（開發(fā)有效組分配伍的組分中藥）、有效成分群（未來可以開發(fā)有效成分配伍的復(fù)方藥物）逐步遞進(jìn)，在優(yōu)先保證療效的基礎(chǔ)上使中藥的物質(zhì)基礎(chǔ)和質(zhì)量控制水平不斷提高，并提出了“自上而下”和“自下而上”兩種研究模式。英國Brunel大學(xué)生物工程研究所所長IanA.Sutherland教授在JournalofChromatographyA上發(fā)表的專題綜述中評(píng)價(jià)作者所創(chuàng)建的化學(xué)物質(zhì)組學(xué)方法（Chemomics）為“東西方文化有趣的結(jié)合”的一個(gè)代表，并認(rèn)為作為一種新的“組學(xué)”方法將可能開發(fā)出現(xiàn)代復(fù)方藥物（MCM）。將中藥化學(xué)物質(zhì)組學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)研究相結(jié)合，提出了中醫(yī)藥整體系統(tǒng)生物學(xué)，即“系統(tǒng)-系統(tǒng)”的研究體系，采用化學(xué)物質(zhì)組學(xué)表征中藥復(fù)雜系統(tǒng)，采用基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)及經(jīng)典藥理學(xué)等表征生命系統(tǒng)，建立了研究?jī)蓚€(gè)復(fù)雜系統(tǒng)相互作用和網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制的方法體系。在此基礎(chǔ)上，為適應(yīng)中醫(yī)藥臨床研究和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的需要，我們提出了以構(gòu)建多層面生物標(biāo)志物群為特征的臨床系統(tǒng)生物學(xué)研究體系。開展以臨床療效為導(dǎo)向的中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究是中醫(yī)藥發(fā)展的最佳途徑。二、中醫(yī)臨床系統(tǒng)的生物特征1.采用系統(tǒng)生物學(xué)研究方法，促進(jìn)中藥復(fù)方研究的發(fā)展王永炎院士曾提到：“中醫(yī)治療不是單用對(duì)抗療法。而是以中藥方劑為主，采用整體綜合調(diào)節(jié)的形式，針對(duì)疾病的主要發(fā)病環(huán)節(jié)，通過多途徑、多環(huán)節(jié)作用于人體的多層面、多靶點(diǎn)，使其整體水平、器官水平、細(xì)胞亞細(xì)胞水平、分子水平得到相應(yīng)的調(diào)整”。中醫(yī)藥的整體觀還表現(xiàn)在“醫(yī)藥一體觀”，中藥方劑源于臨床，應(yīng)用于臨床，理、法、方、藥通過“辨證-立法-處方”3個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，相互呼應(yīng)，結(jié)合為統(tǒng)一的整體。這些“系統(tǒng)論”與“整體論”思想是中醫(yī)藥理論科學(xué)內(nèi)涵的精髓，與現(xiàn)代生命科學(xué)發(fā)展主流不謀而合。隨著人類疾病譜的轉(zhuǎn)變，西方醫(yī)學(xué)單靶點(diǎn)對(duì)抗性治療難以解決復(fù)雜的疾病問題，從人體器官到細(xì)胞再到基因的“還原論”模式的缺陷日益凸顯，用系統(tǒng)的思維，組合多種學(xué)科研究生物學(xué)問題的思路已成為生命科學(xué)研究的前沿?！跋到y(tǒng)生物學(xué)（SystemsBiology）”是由美國科學(xué)家LeroyHood于20世紀(jì)90年代末提出的學(xué)科理念，它認(rèn)為在生命過程中更重要的是生命各單元之間存在的相互影響和相互關(guān)系，將生命體割裂成彼此孤立的單元去考慮是片面的，主張從系統(tǒng)角度去了解生命體，這與中醫(yī)學(xué)對(duì)人體生理病理的認(rèn)識(shí)和治療疾病的方法“異曲同工”。系統(tǒng)生物學(xué)的提出為中醫(yī)藥理論與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的融合提供了方法平臺(tái)。目前，基于各種“組學(xué)”技術(shù)的系統(tǒng)生物學(xué)研究方法逐步發(fā)展為中藥復(fù)方現(xiàn)代研究的支撐技術(shù)，廣泛用于中醫(yī)“證候”模型的評(píng)價(jià)和篩選、中藥配伍規(guī)律研究、復(fù)方藥代動(dòng)力學(xué)研究及新藥的開發(fā)，極大地推動(dòng)了中藥復(fù)方研究的發(fā)展。但迄今為止，中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究工作還存在以下兩個(gè)明顯的局限。2.缺乏對(duì)中醫(yī)“證候”的診斷和評(píng)價(jià)指標(biāo)長期以來中醫(yī)藥的探索性研究沿用了西方醫(yī)學(xué)“還原分析”的模式，割裂了“方-證-病”之間的整體系統(tǒng)性?；A(chǔ)研究多停留在動(dòng)物和細(xì)胞模型，僅通過一個(gè)或幾個(gè)反映西醫(yī)某一“疾病”特征的特異性藥理指標(biāo)或局部功能的改變來評(píng)價(jià)藥物的療效。缺乏與中醫(yī)“證候”相適應(yīng)的動(dòng)物模型和評(píng)價(jià)指標(biāo)，得到的研究成果不能體現(xiàn)方-證對(duì)應(yīng)的本質(zhì)特征，無法闡明基于辨證論治的方劑療效機(jī)理，與臨床實(shí)踐“脫節(jié)”。在臨床診斷中，西醫(yī)對(duì)疾病的診斷具有明確生理生化評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)（包括影像學(xué)在內(nèi)的生理生化指標(biāo)），對(duì)于靶器官等明確部位的器質(zhì)性病變具有一定的優(yōu)勢(shì)，但對(duì)于一些多因素復(fù)雜性功能性疾病在早期診斷和干預(yù)治療仍存在諸多問題。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診療體系尚不適用于以“證”為基礎(chǔ)的中醫(yī)施治、立法、處方。證反映了患者整體癥狀體征，包括病理變化和生理變化，但基于中醫(yī)證候的診斷體系主觀性較強(qiáng)，評(píng)價(jià)指標(biāo)難以量化，缺乏反映證候?qū)W特征的客觀化數(shù)據(jù)。開展“方-證-病”關(guān)聯(lián)的中醫(yī)藥臨床系統(tǒng)生物學(xué)研究可望為中醫(yī)藥整體觀指導(dǎo)下的辨證施治提供基礎(chǔ)和支撐。3.從生物學(xué)的角度，存在“以藥物為本”的干預(yù)模式，缺乏對(duì)藥物系統(tǒng)中的“三各種“組學(xué)”技術(shù)及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)等現(xiàn)代生物技術(shù)為從整體上研究中藥復(fù)方的物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)制提供了新的思路和方法，也取得了可喜的成績(jī)。然而目前系統(tǒng)生物學(xué)在中醫(yī)藥研究中大部分還局限于使用一種或兩種組學(xué)手段（基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等），從特定靶點(diǎn)和通路著手探討機(jī)體對(duì)中藥干預(yù)的應(yīng)答反應(yīng)，這種方法容易導(dǎo)致對(duì)疾病的治療出現(xiàn)“碎片化”傾向，缺乏系統(tǒng)性和整體性。此外，西方系統(tǒng)生物學(xué)把生物體作為和基因、蛋白質(zhì)、代謝物等相關(guān)的整個(gè)系統(tǒng)，而把藥物作為單一擾動(dòng)因素，注重單一藥物分子干預(yù)前后生物系統(tǒng)的整體刻畫（網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)）即“點(diǎn)（單一藥物分子）-系統(tǒng)（生物系統(tǒng)）”的模式，缺乏對(duì)藥物系統(tǒng)（中藥復(fù)方）的研究。而中藥復(fù)方整體性作用的特點(diǎn)本質(zhì)上體現(xiàn)為中藥與人體兩個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)間的相互作用并形成一個(gè)更高級(jí)的系統(tǒng)整體，即“系統(tǒng)（藥物系統(tǒng)）-系統(tǒng)（生物系統(tǒng)）”。照搬西方系統(tǒng)生物學(xué)模式顯然無法與“方-證-病”結(jié)合的整體化研究相適應(yīng)，難以揭示兩個(gè)系統(tǒng)（生物應(yīng)答系統(tǒng)和中藥復(fù)方的復(fù)雜物質(zhì)系統(tǒng)）之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，不能從根本上闡明中醫(yī)藥理論的科學(xué)內(nèi)涵。4.中醫(yī)藥臨床研究模式的提出和發(fā)展縱觀近20年來中醫(yī)藥現(xiàn)代化進(jìn)程，我們需要有兩方面的隊(duì)伍。一方面需要有一支按傳統(tǒng)中醫(yī)藥體系，以繼承和傳承為責(zé)任，發(fā)揚(yáng)光大傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論的隊(duì)伍；另一方面需要有一支能在中醫(yī)藥理論指導(dǎo)下，結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以創(chuàng)新為使命的隊(duì)伍。繼承和創(chuàng)新均應(yīng)以創(chuàng)新為重，繼承為創(chuàng)新所用。創(chuàng)新應(yīng)包括兩個(gè)方面，一是創(chuàng)新內(nèi)容從繼承中來，但不應(yīng)受其束縛，而是知識(shí)挖掘（KnowledgeMining）；二是傳統(tǒng)的中醫(yī)藥理論與現(xiàn)代科學(xué)體系和技術(shù)的結(jié)合、整合和融合，上升為創(chuàng)新的高度。近年來西方醫(yī)學(xué)提出的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)B2B2B的雙向運(yùn)作模式，適合于西方醫(yī)學(xué)把大量已取得的基礎(chǔ)研究成果（Bench）應(yīng)用到臨床（Bedside）中去，所以B2B2B的模式是BenchtoBedside&BedsidetoBench。而中醫(yī)藥來源于臨床實(shí)踐，它的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)模式雖然還是B2B2B，但其表現(xiàn)形式更適宜的是從臨床到實(shí)驗(yàn)室再到臨床（BedsidetoBench&BenchtoBedside）的模式。我們?cè)谥嗅t(yī)藥整體觀、系統(tǒng)論的理念指導(dǎo)下，提出了將西醫(yī)藥研究模式（單分子藥物針對(duì)單個(gè)靶點(diǎn)，PointtoPoint,P2P），到單分子藥物針對(duì)生物系統(tǒng)（PointtoSystem,P2S），進(jìn)一步發(fā)展為藥物復(fù)雜系統(tǒng)針對(duì)生物復(fù)雜系統(tǒng)（SystemtoSystem,S2S）的“系統(tǒng)-系統(tǒng)”研究模式。在用化學(xué)物質(zhì)組學(xué)表征中藥復(fù)方基礎(chǔ)上，將整合化學(xué)物質(zhì)組學(xué)的整體系統(tǒng)生物學(xué)結(jié)合臨床研究，進(jìn)一步發(fā)展為以整合生物標(biāo)志物體系（IntegratedBiomarkerSystem）為特征，“系統(tǒng)-系統(tǒng)”研究模式的中醫(yī)藥臨床系統(tǒng)生物學(xué)。無論對(duì)于藥物復(fù)雜系統(tǒng)或生物復(fù)雜系統(tǒng)（特別是人的疾病）均要考慮復(fù)雜系統(tǒng)的表征方式。對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)的表征，我們提出要有3個(gè)整合：(1）整體表征與局部特征的整合。對(duì)生物體系的研究，既要體現(xiàn)整體效應(yīng)和系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，也要重視靶點(diǎn)和特定信號(hào)通路的研究。對(duì)中藥方劑體系的研究，既要體現(xiàn)方劑整體組成輪廓，也要關(guān)注關(guān)鍵成分的量效關(guān)系。(2）定性分析與定量測(cè)定的整合。對(duì)方劑臨床效應(yīng)的評(píng)價(jià)，傳統(tǒng)中醫(yī)擅長定性描述，須進(jìn)一步加強(qiáng)定量藥效學(xué)的研究，將定性分析和定量評(píng)價(jià)更好結(jié)合。對(duì)方劑化學(xué)表征既要有指紋圖譜的定性、半定量評(píng)價(jià)，也要整合指標(biāo)成分的定量測(cè)定。要將基因組、蛋白組、代謝物組指紋圖譜和關(guān)鍵基因、蛋白質(zhì)、代謝物的定量測(cè)定加以整合并聚焦。(3）多層面指標(biāo)體系的整合和聚焦。要將中醫(yī)證候指標(biāo)、臨床生化指標(biāo)及影像學(xué)指標(biāo)和系統(tǒng)生物學(xué)指標(biāo)體系(基因、蛋白質(zhì)和代謝物3個(gè)層次)等多個(gè)層面數(shù)據(jù)加以整合,再用生物信息學(xué)方法處理,聚焦得出適宜的整合生物標(biāo)志物體系(IntergratedBiomakerSystem,IBS)。目前臨床很多疾病的診斷依賴病理診斷，不能用作常規(guī)診斷或早期預(yù)警。多系統(tǒng)復(fù)雜疾病缺乏早期、特異性生物標(biāo)志物。臨床治療缺乏個(gè)體化診療指標(biāo)體系和方案。我們提出整合生物標(biāo)志物體系（IBS）來開展臨床系統(tǒng)生物學(xué)的“系統(tǒng)—系統(tǒng)”模式研究（見圖1）。5.基于臨床系統(tǒng)的中藥復(fù)方生物組，實(shí)現(xiàn)信息融合，信息傳播。在中國我國，我國可以成功利用我國《監(jiān)在中醫(yī)整體觀指導(dǎo)下，我們提出發(fā)展基于“方病對(duì)應(yīng)、證病結(jié)合、方證病整合”策略的“系統(tǒng)-系統(tǒng)”的中醫(yī)藥臨床系統(tǒng)生物學(xué)研究模式，即在現(xiàn)有系統(tǒng)生物學(xué)基礎(chǔ)上，發(fā)展整合化學(xué)物質(zhì)組學(xué)的整體系統(tǒng)生物學(xué)，通過化學(xué)物質(zhì)組學(xué)表征藥物干預(yù)系統(tǒng)（中藥復(fù)方）的組成及相互關(guān)系。通過臨床系統(tǒng)生物學(xué)來刻畫生物系統(tǒng)（臨床病人）的應(yīng)答過程，進(jìn)一步整合分析兩個(gè)系統(tǒng)間的交互關(guān)系，系統(tǒng)揭示中藥復(fù)方（化學(xué)物質(zhì)組）的變化與生物系統(tǒng)應(yīng)答的時(shí)空響應(yīng)的相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)“方-證-病”信息的關(guān)聯(lián)。2012年6月國際著名Wiley出版社出版了自開展中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究以來第一本英文研究專著《SystemsBiologyforTraditionChineseMedicine》，對(duì)這一研究模式進(jìn)行了全面介紹。中醫(yī)藥臨床系統(tǒng)生物學(xué)既符合中醫(yī)藥自身特點(diǎn)，又充分整合最新現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的研究模式、策略和方法平臺(tái)，應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)語言闡釋中醫(yī)藥理論的科學(xué)內(nèi)涵，通過科學(xué)數(shù)據(jù)證實(shí)中醫(yī)藥的臨床療效，可望為中醫(yī)藥現(xiàn)代化并走向國際架起橋梁。三、對(duì)中醫(yī)藥臨床系統(tǒng)生物學(xué)的應(yīng)用中醫(yī)藥臨床系統(tǒng)生物學(xué)是為適應(yīng)中醫(yī)藥臨床研究和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的需要，以推動(dòng)4P醫(yī)學(xué)（預(yù)測(cè)醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、個(gè)體化醫(yī)學(xué)、參與式醫(yī)學(xué)）為目標(biāo)，在中醫(yī)藥整體觀和系統(tǒng)論指導(dǎo)下，整合運(yùn)用多種系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)，通過對(duì)病證診療方法和藥物臨床合理應(yīng)用方法的創(chuàng)新研究來為臨床服務(wù)，提高臨床診治水平的學(xué)科?，F(xiàn)階段中醫(yī)藥臨床系統(tǒng)生物學(xué)的主要研究目標(biāo)是要針對(duì)中醫(yī)藥研究中存在的“方、證、病割裂，基因、蛋白質(zhì)、代謝物分離”的通病，建立一套整合的生物標(biāo)志物體系（IBS），包括中醫(yī)證候生物標(biāo)志物群、臨床生化指標(biāo)及影像學(xué)標(biāo)志物、系統(tǒng)生物學(xué)標(biāo)志物群多個(gè)層面，系統(tǒng)生物學(xué)指標(biāo)又可以包含基因、蛋白質(zhì)、代謝物多個(gè)層次的標(biāo)志物群。應(yīng)用于疾病早期預(yù)警、臨床診治、指導(dǎo)個(gè)性化用藥、疾病預(yù)后以及藥物評(píng)價(jià)。1.中醫(yī)藥傳統(tǒng)診療方法的不足當(dāng)前國際主流醫(yī)學(xué)界也已普遍認(rèn)識(shí)到過去單純對(duì)治療疾病的關(guān)注具有局限性，而應(yīng)該是對(duì)人體健康的全面關(guān)注，“健康醫(yī)學(xué)”、“預(yù)防醫(yī)學(xué)”等提法基本上都體現(xiàn)了這一理念。實(shí)際上中醫(yī)藥一貫強(qiáng)調(diào)“治未病”，說明我國很早以來就高度重視對(duì)疾病的早期診治，甚至包括對(duì)亞健康狀態(tài)的關(guān)注和早期預(yù)警，然而中醫(yī)藥的診療方法和指標(biāo)在客觀化和標(biāo)準(zhǔn)化方面還有待發(fā)展。將中醫(yī)藥“治未病”的學(xué)術(shù)思想與臨床系統(tǒng)生物學(xué)研究結(jié)合起來，通過對(duì)健康對(duì)照、亞健康狀態(tài)、疾病早期的比較研究，有望發(fā)現(xiàn)與亞健康狀態(tài)相關(guān)或預(yù)測(cè)疾病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的系列標(biāo)志物，可用于早期預(yù)警，以便更早做好防范，降低疾病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，而疾病早期發(fā)現(xiàn)的生物標(biāo)志物也有助于提高疾病的早期診斷率，盡早治療，提高治愈率或延緩疾病的進(jìn)展。2.整合系統(tǒng)生物學(xué)體系疾病譜的變化使得多因素復(fù)雜性疾病，如心腦血管疾病、代謝綜合征、惡性腫瘤等成為人類健康的主要威脅。常規(guī)西醫(yī)診斷的目的是治療人的病，針對(duì)的是靶器官、靶組織和靶點(diǎn)，注重疾病的病理變化，在病理變化局部特征的描述上有優(yōu)勢(shì)。西方醫(yī)學(xué)應(yīng)用現(xiàn)代儀器設(shè)備以及影像檢查手段進(jìn)行生化指標(biāo)檢查，運(yùn)用量化的指標(biāo)進(jìn)行診斷，因此對(duì)于病因明確、靶點(diǎn)單一的疾病具有顯著優(yōu)勢(shì)，但對(duì)于一些未產(chǎn)生實(shí)質(zhì)病變或多因素復(fù)雜性疾病在早期預(yù)診和判斷預(yù)后均存在較大缺陷，容易犯盲人摸象的錯(cuò)誤。而常規(guī)中醫(yī)診療的目的是治療生病的人（證候），針對(duì)的是改善患者整體的癥狀體征，不僅注重于患者病理的變化，同時(shí)也關(guān)注生理的變化。但是中醫(yī)診斷對(duì)于疾病是一種語言的描述，指標(biāo)的量化和標(biāo)準(zhǔn)化還有待加強(qiáng)。因此，我們提出通過臨床系統(tǒng)生物學(xué)研究建立一套整合的生物標(biāo)志物體系，包括中醫(yī)證候生物標(biāo)志物群、臨床生化指標(biāo)及影像學(xué)標(biāo)志物、系統(tǒng)生物學(xué)標(biāo)志物群多個(gè)層面，通過與各種臨床表型的相關(guān)性研究，可望更全面更準(zhǔn)確的應(yīng)用于多因素復(fù)雜性疾病的診斷分型。藥物干預(yù)會(huì)對(duì)代謝酶的表達(dá)、代謝產(chǎn)物的組成和相對(duì)濃度等產(chǎn)生重要的影響，采用整合系統(tǒng)生物學(xué)體系可在藥物干預(yù)的早期甚至在藥物干預(yù)之前預(yù)測(cè)藥物反應(yīng)（藥效或毒性）。通過多種生物樣本（體液、組織和細(xì)胞等）的采集整合，多種檢測(cè)、分析技術(shù)的整合運(yùn)用，多種數(shù)據(jù)處理方法的整合分析，闡述基因變異、蛋白表達(dá)和代謝擾動(dòng)之間的內(nèi)在聯(lián)系，找出藥物治療相關(guān)的生物代謝標(biāo)志物，開展藥物治療的安全性和有效性評(píng)價(jià)。3.藥物藥效學(xué)和藥動(dòng)學(xué)行為的差異相同劑量的藥物可能會(huì)引起藥物反應(yīng)（療效和毒性）的個(gè)體差異，引起此種差異的主要原因?yàn)榛虻亩鄳B(tài)性及其可能導(dǎo)致的體內(nèi)過程（吸收、分布、代謝、排泄）不一致性。遺傳多態(tài)性通過影響編碼蛋白質(zhì)的活性，進(jìn)而引起藥物藥效學(xué)和藥動(dòng)學(xué)行為的差異，以藥物轉(zhuǎn)運(yùn)、藥物代謝和藥效學(xué)的差異為表現(xiàn)形式。通過藥物基因組學(xué)分析基因存在的單核苷酸多態(tài)性（SNP），或者藥物代謝組學(xué)揭示代謝系統(tǒng)的個(gè)體化差異，結(jié)合臨床相關(guān)數(shù)據(jù)，一方面預(yù)測(cè)藥物的效應(yīng)和毒性反應(yīng)來達(dá)到個(gè)體化治療目的，另一方面發(fā)現(xiàn)群體規(guī)律提示新的藥物作用靶點(diǎn)。通過藥物個(gè)體化用藥基因和代謝標(biāo)志物檢測(cè)，為臨床個(gè)體化治療提供數(shù)據(jù)支持，從而提高藥物治療有效率，降低毒副作用和醫(yī)療成本。同時(shí)開展研究遺傳因素與臨床合理用藥之間的重要關(guān)系，確定引起個(gè)體對(duì)藥物處置和療效差異的遺傳學(xué)特征，為臨床合理用藥和新藥研發(fā)與評(píng)價(jià)提供強(qiáng)有力的科學(xué)依據(jù)。4.治療藥物監(jiān)測(cè)藥物干預(yù)人體過程中，通過闡述藥物體內(nèi)過程，研究藥物與人體相互作用規(guī)律，促進(jìn)醫(yī)藥結(jié)合，指導(dǎo)臨床合理用藥，提高臨床治療水平。例如治療藥物監(jiān)測(cè)（TDM）、藥物代謝動(dòng)力學(xué)（藥動(dòng)學(xué)）研究以及藥物相互作用規(guī)律研究等。在總結(jié)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的治療藥物及其給藥劑量、療效、不良反應(yīng)以及個(gè)體之間的相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立治療藥物監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測(cè)藥物的數(shù)據(jù)庫，發(fā)現(xiàn)并探索監(jiān)測(cè)藥物群體特征，為臨床服務(wù)；開展藥物的藥動(dòng)學(xué)研究及制劑生物等效性評(píng)價(jià)，提供藥物對(duì)靶器官效應(yīng)（藥效或毒性）的依據(jù)，為設(shè)計(jì)和優(yōu)化臨床研究給藥方案提供有關(guān)參考信息；采用體外（肝微粒、原代肝細(xì)胞、Caco-2細(xì)胞）和體內(nèi)（動(dòng)物）模型等方法，研究藥物對(duì)藥物代謝酶（CYP450）和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（P-gp）的誘導(dǎo)或抑制作用，以及誘導(dǎo)或表達(dá)下調(diào)作用，探討中藥之間或中藥與西藥產(chǎn)生相互作用的關(guān)系，優(yōu)化藥物治療方案，保障藥物治療的有效性和安全性。四、cdkal1、igf2bp2、mthfr基因與糖尿病腎病相關(guān)聯(lián)的臨床樣品分析以近年來我們開展的糖尿病腎?。―N）中醫(yī)藥臨床系統(tǒng)生物學(xué)研究為例。糖尿病腎病為糖尿病引起的腎臟損害，其特異性表現(xiàn)為糖尿病性腎小球硬化癥，其基本病理病變?yōu)槟I小球基底膜增厚和系膜基質(zhì)增生，臨床主要表現(xiàn)為蛋白尿、水腫、高血壓及腎功能損害，因此糖尿病腎病的早期診斷極為重要。西醫(yī)診斷強(qiáng)調(diào)患者的腎功能，以蛋白尿作為診斷的金指標(biāo)，但是對(duì)于未出現(xiàn)明顯蛋白尿的糖尿病腎病患者就難以診斷；中醫(yī)診斷強(qiáng)調(diào)患者證候，包括氣虛、陰虛以及陽虛證，但是目前缺乏可以量化的指標(biāo)。臨床合作單位北京中日友好醫(yī)院等開展了多中心、隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照臨床試驗(yàn)，證實(shí)了中藥糖腎方干預(yù)氣陰兩虛夾瘀型2型糖尿病腎病在降低蛋白尿、改善腎功能等方面具有確切臨床療效。我們首先開展了基于橫斷面分析的臨床系統(tǒng)生物學(xué)的研究，分別建立了血漿樣本代謝指紋譜分析、七大類百余種磷脂定性與定量分析、15種脂肪酸定量分析、21種嘌呤嘧啶相關(guān)代謝物定量分析和8種硫醇氨基酸定量分析，以及14種糖尿病腎病相關(guān)基因PCR定量的方法學(xué)平臺(tái)。通過整合代謝物定量測(cè)定與代謝指紋譜、代謝組學(xué)研究與臨床生化數(shù)據(jù)、代謝組學(xué)與基因組學(xué)研究的結(jié)果，建立了包括西醫(yī)病理生化指標(biāo)、臨床系統(tǒng)生物學(xué)所確定的生物標(biāo)志物（基因、蛋白質(zhì)、代謝物等）和中醫(yī)證候量化指標(biāo)（整體的癥狀體征）3個(gè)方面，應(yīng)用于糖尿病腎病氣陰兩虛證診斷（辨證）和療效評(píng)價(jià)（論治）的整合指標(biāo)體系。通過應(yīng)用于糖尿病腎病氣陰兩虛證（細(xì)分為偏陰虛組和偏氣虛組）及陰陽兩虛證病例150例的預(yù)測(cè)診斷，使用建立的整合指標(biāo)體系中醫(yī)分型預(yù)測(cè)總準(zhǔn)確率達(dá)到100%，而僅使用中醫(yī)癥狀指標(biāo)預(yù)測(cè)總準(zhǔn)確率為77.8%，具有明顯的臨床應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。對(duì)定量代謝組學(xué)篩選得到的標(biāo)志物與中醫(yī)癥狀進(jìn)行相關(guān)性分析，糖尿病腎病中脾胃氣虛、瘀血癥狀與磷脂代謝中的PE750、PG747顯著負(fù)相關(guān)；嘌呤嘧啶代謝中，肌酐與氣血虛、瘀血癥狀顯著正相關(guān)，胞苷與瘀血癥狀顯著正相關(guān)，肌苷與肝腎陰虛癥狀顯著負(fù)相關(guān)，胸苷、腺苷、肌氨酸與痰濕癥狀顯著正相關(guān)，此外，腺苷還與氣血虛癥狀顯著正相關(guān)；硫醇氨基酸代謝中，Cys-gly與陰虛內(nèi)熱癥狀，SAH與瘀血癥狀，SAM與氣血虛癥狀，Hcy與脾胃氣虛、痰濕癥狀及癥狀總分均顯著正相關(guān)。這表明主觀的中醫(yī)分型癥狀得分與客觀的代謝標(biāo)志物含量相關(guān)，可實(shí)現(xiàn)客觀量化?；蜓芯堪?個(gè)糖尿病易感基因：CDKN2A,CDKN2B,IGF2BP2和CDKAL1;4個(gè)糖代謝基因：醛糖還原酶（AR），糖基化終末產(chǎn)物受體（AGER），受體葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(GLUT1）和胰島素樣生長因子2(IGF2）;4個(gè)血流動(dòng)力學(xué)相關(guān)基因：血管緊張素原（AGT），β3-腎上腺素受體（ADRB3），血管緊張素Ⅱ受體-2(AGTR2）和血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）基因和基礎(chǔ)代謝有關(guān)的重要基因蛋白激酶C(PRKCA）和5,10-亞甲基四氫葉酸還原酶基因（MTHFR）。結(jié)果表明，在糖尿病腎病病理及證候進(jìn)化發(fā)展的各個(gè)階段，CDKAL1、IGF2BP2、AR、AGT及MTHFR基因表達(dá)在不同分組間具有顯著差異，可作為糖尿病腎病發(fā)展的潛在基因標(biāo)志物，其聯(lián)合應(yīng)用可以作為中西醫(yī)診斷的輔助檢測(cè)指標(biāo)，提高診斷的準(zhǔn)確率。特別是PRKCA基因?qū)τ跉怅巸商撈珰馓摰姆中头浅Ｃ舾?，表達(dá)量顯著增高（P<0.001）。PRKCA作為蛋白激酶C，能激活細(xì)胞質(zhì)中的多種酶并參與多種生化反應(yīng)的調(diào)控。而“氣”在中醫(yī)上也偏重于轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝，是體內(nèi)的一種推動(dòng)各個(gè)組織器官正常運(yùn)轉(zhuǎn)的能量，與PRKCA的功能有所交叉，這可能是導(dǎo)致PRKCA對(duì)氣虛較為敏感的原因。CDKAL1與MTHFR基因?qū)τ跉怅巸商撈珰馓撘诧@示出高度的特異性。我們實(shí)現(xiàn)了4個(gè)整合：代謝指紋譜與定量代謝循環(huán)的整合，代謝組學(xué)與臨床生化指標(biāo)間整合，中醫(yī)癥狀與代謝組學(xué)及臨床生化指標(biāo)間的整合，代謝與基因通路的整合。在此基礎(chǔ)上，聚焦得到一個(gè)潛在的生物標(biāo)志物群，包括4個(gè)代謝物和4個(gè)