中医体质的遗传学研究思路

姚实林

(安徽中医学院,安徽合肥 230038)

中医体质理论认为,体质是在先天遗传和后天环境影响下形成的形态结构、生理功能和性格心理方面的固有特质。禀赋遗传论是中医体质的 4个基本原理之一。遗传对体质的影响是体质相对稳定的基础,也是体质可以分类的基础;而后天生活环境对体质的影响是体质可变可调的理论基础。遗传基因的多样性和后天生活环境的复杂性决定了世界上没有两个人的体质完全相同,但不同种族和同一种族的不同个体之间阴阳、气血津液存在质和量的趋同性。因此,无论什么种族都可以用中医体质分类方法进行分类,只是其体质类型的分布存在一定的差异性。从基因水平及其表达产物水平揭示体质差异的遗传学机制,一直是中医体质研究者孜孜以求的研究方向。由于中医体质性状的复杂性,故难以用一个基因或一个蛋白质来诠释体质的差异性。尽管如此,国内学者还是从临床和实验研究方面对中医体质的遗传学机制进行了一定广度和深度的探讨,兹评述如下。

1 临床研究

1.1 家系研究

家系研究即通过临床流行病学调查方法发现某种体质类型的先证者, 获得先证者一级、二级、三级亲属的遗传系谱, 再调查该系谱内所有符合中医体质调查纳入标准成员的体质类型, 以判断该体质是否具有遗传倾向性, 推测其遗传规律(遗传度), 估计子代具有该体质的概率, 并采用生理生化检测方法及基因组学、蛋白组学和代谢组学手段, 寻找病例组(某种体质者)和对照组(家系内非该种体质者)体质差异性的基因或分子标志物。例如, 周小军等[ 1]采用家系调查的方法, 揭示鼻咽癌家系的体质特点为虚弱质。王米渠等[ 2]应用基因芯片技术, 对同一家系中的4例虚寒证患者和6例正常人进行基因表达谱检测。结果发现, 此寒证家系中的虚寒证患者与能量代谢相关的差异表达基因达15个, 占此实验中已知功能基因的52%。吴斌等[ 3]探讨了1个寒证家系的外周血基因芯片谱, 发现寒证的差异表达基因主要与新陈代谢、细胞生理程序、细胞信号传导和生物的生理程序有关。王米渠和吴斌等所调查的虚寒证家系其实类似于阳虚体质。还有一些学者对糖尿病[4]、高血压[5]、精神性疾病[6]等进行了家系调查,而糖尿病、高血压的发病与痰湿体质相关联,精神性疾病发病与气郁体质相关联,今后可以痰湿质、阳虚质、气郁质的家系研究为切入点,探讨体质的遗传倾向性、遗传规律及其遗传机制。

1.2 双生子研究

双生子分析法是人类遗传学研究的经典方法。双生子包括同卵双生子和异卵双生子,前者的性状差异主要是由环境因素造成的,后者的性状差异则是由遗传和环境两者共同造成的。采用双生子法进行体质的遗传学研究,首先要解决遗传度公式的选择和双生子卵型的鉴别等基础问题[7]。国内双生子研究主要集中在精神疾病、眼科疾病和心血管疾病的研究方面[8]。目前尚无采用双生子法进行中医体质的遗传学研究的报道,但陈聪等采用双生子研究和家系研究相结合的方法,探讨了遗传因素和环境因素对血瘀证的影响[9]。未来采用双生子法研究中医体质的思路是:采用中华中医药学会《中医体质分类与判定》标准(编号 ZZYXH/T157-2009),对符合纳入标准和排除标准的双生子进行中医体质测试和判定,同时采用容貌相似法、血型遗传标记(ABO血型和 Rh血型)鉴别法、染色体结构多态性辨别法、DNA“指纹”鉴别法和短串联重复序列(short tandem repetitive sequence,STR)荧光标记复合扩增法等进行卵型鉴定,计算某种体质的遗传度;并采用基因芯片技术观察同卵双生子和异卵双生子外周血的差异表达基因,则前者的基因表达差异可以认为是环境因素导致的,而后者则是遗传和环境共同作用的结果。

1.3 临床流行病学调查

即采用中医体质量表对自然人群的中医体质类型进行调查和判定,通过生理生化指标的测定及外周血基因表达谱或蛋白组学等手段探讨体质遗传的基因或分子标志物,此类研究国内已较多开展。例如,骆斌[10]检测了 41例肥胖人与 50例正常人的白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA),结果表明肥胖人 HLA-B12抗原频率显著高于正常人。王文宝等[11]发现,北方汉族健康人阳多阴少型者的 Aso基因频率升高,阴多阳少型的 HLA-B13基因频率升高[11]。沈乃莹等[12]研究结果提示,急性脑梗死患者 HLA-DQA 1＊0501基因型与阴虚质相关联,HLADQA1＊0301基因与气虚质、痰湿质及血瘀质相关。王琦等[13]采用基因芯片技术发现,阳虚质甲状腺激素受体 β(thyroid hormone receptorβ,TRβ)表达下调,为阳虚质不耐寒冷的表现提供了分子生物学解释;并采用生化检测的方法发现,阳虚质较平和质血清皮质酮、环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)/环磷酸鸟苷(cyclic guanosinemonophosphate,cGMP)比值、白细胞介素-1β和促甲状腺激素显著上升,血清皮质醇、促肾上腺皮质激素、cGMP及游离甲状腺素 4显著下降[14]。董静[15]发现,痰湿体质与平和体质比较,存在拷贝数变异和差异表达基因单核苷酸多态性特征,共检测出 15个拷贝数变异(copy number variance,CNV),初步筛选出 5个差异表达基因共 6个单个核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点。由于偏颇体质者及平和(正常)体质者来自自然人群,因此难以判定所获取的基因标志物和分子标志物是遗传因素还是环境因素造成的。但由于此法较家系调查及双生子研究易于获取样本,故其仍是体质遗传学研究的主要形式。

2 实验研究

以人作为研究对象时,易于对中医体质类型进行判定,且所获取的中医体质遗传学参数能够直接揭示人类体质的遗传学机制,但也存在依从性低、标本采集形式较为单一的不足,限制了研究的进一步拓展,尤其是在中医体质的干预研究方面,体质偏颇者由于是处于非病状态,难以在研究者的直接督导下进行干预治疗,其依从性更难以保证。因此,迫切需要复制中医体质的动物模型,以此作为平台开展中医体质的遗传学机制及其干预研究。由于遗传决定个体发育的可能范围,环境各因素则影响遗传潜力的发挥,最后决定发育的速度及达到的程度。个体一旦离开母体,其体质将主要受到环境因素的影响,而环境因素使体质发生改变是一个较长的过程,若对动物个体施以某种后天干预以复制体质模型,将需要较长的时间,且难以与证候模型相区别。根据先天体质和胎传体质的形成机制复制中医体质模型,将是符合中医理论动物模型的创新。

2.1 先天体质模型的复制

根据中医“人之始生,以母为基,以父为楯”(《灵枢·天年 》)和 “两神相搏,合而成形”(《灵枢·决气》)的个体形成理论,采用一定的措施干预亲代体质,使其体质向某种体质类型转变,或采用自然存在的某种偏颇体质动物,再观察其子代体质,并采用生化检测方法及基因组学、蛋白组学、代谢组学技术,探索某种体质的分子或基因标志物,有望揭示体质的遗传学机制。目前尚无通过改变亲代体质复制体质动物模型的报道,但自然群体动物确实存在不同的体质状态。例如,匡调元等[16]通过测量大鼠两后脚掌温度将大鼠划分为常体、寒体和热体,对自然群体中常体、寒体和热体大鼠的生化指标、生理功能、淋巴细胞体外增殖及 DNA损伤后修复能力、肾脏微量元素和免疫功能进行检测,并对其肝脏进行一般形态学及超微结构观察。张宇鹏等[17]检测了10种不同品系 Wistar、SD、CD和 SHR大鼠的体温、体质量、肾上腺、胸腺、脾脏湿质量及甲状腺素等,结果提示 SHR/spⅠ大鼠虚寒体质最为明显,SDⅡ级大鼠实热体质较明显。陈小野[18]发现,WistarⅠ级大鼠倾向于虚寒体质,提示自然群体大鼠存在一定的体质差异,若以自然阳虚体质大鼠为研究的切入点,观察其子代大鼠的体质类型,可望获得先天阳虚体质的子代大鼠。

2.2 胎传体质模型的复制

因孕母养胎失当导致子代出现的偏颇体质即为胎传体质。古代医家对胎传体质有丰富的认识。《素问·奇病论》认为:“胎病,此得之在母腹中时,其母有所大惊,气上而不下,精气并居。”《幼幼集成·卷二·胎病论》指出:“胎怯者……非育于父母之暮年,即生于产多之孕妇。成胎之际,元精既已浇漓,受胎之后,气血复难长养,以致生来怯弱。”《诸病源候论·难乳候》指出:“儿在胎之时,母取冷过度,冷气入胞,令儿著冷,至儿生出,则喜腹痛,不肯饮乳,此则胎寒,亦名难乳也。”基于这一思想,采用中医传统病因作用于妊娠动物,当作用时间和强度达到一定要求时,就有可能使子代出现某种偏颇体质。

在利用传统病因复制肾虚动物模型方面,王米渠等课题组采用猫吓孕鼠的方法复制先天肾虚模型鼠,然后进行空地测试、悬挂尾测试、下滑绳测试、亮盒排便测试、高立钢管测试、巷道趋食测试、跳台测试、初生鼠翻身测试、子代成年鼠取食芝麻测试等行为学测试,并观察初生鼠大脑皮质分子层厚度、皮质神经细胞数量,青年子代先天肾虚鼠睾丸生精细胞数量及成熟精子数,还研究了子代初生鼠胸腺DNA、RNA含量和子代脑组织胆碱酯酶活性。王氏等所采用的肾虚模型复制方法是基于“惊恐伤肾”的中医病因病机理论,子代肾虚鼠也类似于中医的“肾虚”体质,从某种意义上来说是对中医体质动物模型复制方法的一次尝试,并取得了较为满意的结果。今后,宜以痰湿体质、阳虚体质这两种研究较为深入的体质类型为切入点,复制胎传体质的实验动物模型。

3 结语

由于国内计划生育的开展,导致家系规模小,加上现代社会人员流动性大,居住分散,故家系调查时难以获得足够数量的样本。我国双生子出生率为3.99‰～13.91‰,绝大部分地区为 5‰ ～9‰。双生子法是常用的判断遗传因素和环境因素对表型影响程度的方法之一。与家系研究法比较,双生子数据较易获得,并且可直观地看到明显效应。

基于先天体质及胎传体质思想复制中医体质的动物模型,可有效弥补单纯临床研究时依从性低、标本采集形式单一等不足。但是,在模型动物的选择、干预因素的方式和强度的确定及模型动物体质类型的判定方面尚无成熟的方法。目前,国内方肇勤课题组的四诊实验方法可以借鉴于动物体质的辨识。

另外,应选择适宜的技术和方法探索体质类型的分子和基因标志物。在遗传标志物的确定上,应体现中医体质的特点:一要体现体质的稳定性,二要体现体质的多态性,三要策应体质的环境制约论。早期的遗传标志物 HLA即能较好地反映中医体质的特点,而近年来的 CNV和 SNP检测能够体现体质类型的多样性。今后应不断跟踪遗传学和分子生物学的研究进展,以体质的动物模型为研究平台,配合临床家系调查和双生子研究,积极采用新技术、新方法、多途径地揭示中医体质的遗传学机制。

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