网络针灸学：一种挖掘穴位配伍规律及生物学机制的新策略*

樊晓靖，郭　威，张玉莲，张　博

网络针灸学：一种挖掘穴位配伍规律及生物学机制的新策略*

樊晓靖1，郭威2，张玉莲1，张博3

（1.天津中医药大学第二附属医院，天津300150；2.天津中医药大学，天津300193；3.天津国际生物医药联合研究院，天津300457）

在大规模组学技术的推动下，针灸穴位机制的研究取得了一系列进展。然而，在穴位配伍规律和整体效应方面，仍然缺乏深入研究，有待在方法学上寻求新的突破。网络作为一种强调“联系、整体、系统”的新型研究工具，已经渗透到各学科的前沿研究领域，特别是网络药理学的提出对中药方剂研究起到了极大的推动作用。因此，借鉴中药网络药理学的研究经验，将网络生物学与针灸学进行整合，尝试提出"网络针灸学"的概念，为针灸学在新时期的研究奠定基础。

网络；针灸学；穴位配伍

针灸作为中医药学的重要组成部分，在中国积累了几千年的临床实践经验，西方国家也逐渐将针灸作为一种补充与替代的治疗方式。“凡预行针须审穴”，腧穴理论（或穴位理论）是针灸临床有效的基础，也是现代针灸学体系的核心［1］。然而，长期以来对不同穴位效应的差异以及穴位配伍规律的生物学基础认识不清，缺乏科学有效的实验验证和研究方法，制约了针灸学理论的发展和临床疗效的进一步提高。如何建立新的方法，找到适合于阐释针灸穴位配伍科学内涵，发掘其“临床有效”的有益信息，已成为现代针灸研究领域十分关注的一个热点。有幸的是，基于复杂网络分析的研究思想有望成为解决此问题的一个突破点。

1　基于组学技术的穴位理论研究

穴位效应是针灸临床疗效的关键因素之一，理解穴位效应是研究穴位配伍规律和生物学机制的基础。穴位效应的产生机制通常难以用单一生物分子的变化来描述，随着现代生命科学“组学”技术的革命性进展，从大规模组学数据中获取各个水平的分子信息，将生物信息学和系统生物学方法用于整合分析不同类型的多维数据，从系统角度去描述穴位的效应及其差异，已成为一种研究穴位效应的重要方式。

从组学技术层面上，目前已经用于研究针灸穴位效应的组学技术主要包括基因表达谱芯片［2-3］、蛋白质组［4］、磷酸化蛋白质组［5］、代谢组等［6］，由这些方法鉴定穴位干预后的分子变化为理解针灸穴位疗法的机制提供了证据。Li等［2］采用电针“丰隆”治疗实验性高脂血症模型显示，电针刺激小鼠“丰隆”穴后血脂明显下降，降脂效果与阳性对照药物一致，并利用全基因组表达谱分析发现其降脂机制与直接干预肝脏胆固醇代谢通路有关。Lai等［4］利用针刺“太冲”治疗自发性高血压模型表明，血压在连续针刺“太冲”穴5 d后维持平稳，相比较高血压模型组和非穴位组，血压显著下降，针刺穴位后蛋白质组学研究发现通过针刺“太冲”穴可有效增加大鼠骨髓中抗氧化酶的表达，揭示了针刺穴位降压的效应机制。另一个研究小组利用同样的模型和干预方法，取大鼠髓质进行微小核糖核酸（miRNA）的基因表达谱芯片分析，发现针刺后miRNA-339、miR-223和miR-145的表达均被上调至正常血压大鼠的水平［3］。Lee等［5］运用完全弗氏佐剂诱导炎性疼痛模型研究电针刺激“足三里”和“三阴交”配穴组合后的镇痛效果与机制，同时从脊髓背角提取蛋白样品进行疼痛信号蛋白的磷酸化状态分析，与模型组比较发现电针刺激穴位组合后磷酸化热休克蛋白90表达增加，磷酸化14-3-3γ蛋白表达下降。Zhang等［6］利用高分辨率质谱分析针刺“足三里”穴位后人唾液样本的代谢组变化，分析结果显示针刺后苯丙氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸盐代谢和甾类激素合成通路都受到了干扰，这个小组利用相同的方法还分析了尿液样本的代谢组变化，为理解针刺“足三里”穴位效应的生物学机制提供了全面的认识。Wang等［7］还利用线性规划特征选择方法分析针刺“足三里”、“梁门”、“巨髎”、“阳陵泉”、“委中”5个穴位的代谢指纹谱数据，比较了针刺不同穴位在效应上的异同，很好地解决了穴位特异性的研究问题。

在上述组学研究的基础上，2009年中国第364次香山科学会议正式提出了“针刺穴位组学”的概念，目的是运用现代科学技术和创新实验方法验证穴位理论的科学性［8］。

然而，尽管这些基于组学技术的研究从不同层次辅证穴位效应与配伍理论存在一定的合理性，但是仅靠单一组学研究无异于大规模的还原式研究，仍然对穴位理论的根本问题缺乏实质性认识，如穴位配伍为何产生协同或拮抗作用，配穴的原则和规律是什么等问题。因此，现代针灸学研究的最重要目标是发展一种新的、更为科学的方法，用于研究针灸穴位所产生效应之间的相互作用原理，阐释穴对、穴位处方调节双向性和整体性等特点。

2　网络针灸学提出的背景

随着针灸研究领域各种高通量组学数据的不断积累、大数据分析方法与能力的迅速发展、多学科交叉研究思想的逐渐融合，现代针灸学研究正处于向“新常态”过渡的过程中。虽然利用海量的组学数据，研究者开始从单因素孤立地看待问题向多角度系统地探索疾病、控制疾病进行转变，但是单纯依赖这些组学研究对于理解针灸疗法对人体的调控机制还远远不够。

目前，针灸研究中亟需引入新的研究思路，促使现有研究模式脱离单纯基于组学的大规模还原式研究，使得针灸现代研究由描述转为预测成为可能。以网络分析思想为指导去研究认识疾病分子机制［9］与药物作用机制［10］被认为是一个重要的研究理念。最近国际上陆续提出网络生物学［11］、网络医学［12］、网络药理学［10］等新概念，带来了生物医药研究的重大变革。其中将网络药理学与中药方剂研究有机融合形成的中药网络药理学，已经用于理解和处理方剂化学体系与机体生物系统的复杂性问题，推动了中药组方用药理性设计的发展［13］。同时，这为现代针灸研究也带来新的机遇与挑战。最大的机遇在于能够利用网络分析的研究思想来描述穴位配伍规律、刻画其生物学机制，进而理解穴位干预疗法与机体复杂系统之间的相互作用，为发挥穴位配伍的特色与优势，回应国际上对穴位理论的质疑创造了有利的条件，而最大的挑战在于如何将网络分析思想与穴位配伍理论有机结合，发现新规律，并利用这种规律探索一种易于掌握的配穴策略，推出更为简单而合理的配穴方案。

在上述科技背景下，国内外研究者已经开展了相关的研究工作。Wang等［14］以针灸学常用教材所载穴方为数据来源构建了两部图网络，并运用复杂网络分析技术发现穴的配证关系具有幂率分布特征，即通过少量配穴可调治大多数证候，表明针灸处方的辨证取穴关系在整体上具有复杂特性。Lee等［15］借鉴基于互信息熵分析中药配伍的方法构建了穴位配伍网络，揭示了针灸治疗后背痛疼的穴位组合规律。Wu等［16］结合复杂网络在中医药其他领域的应用详细剖析了复杂网络分析技术用于穴位配伍理论研究的可行性。

图1　生物网络是理解穴位组方与病证关联的基础Fig.1　Biologicalnetwork is thebasis to understand the acupoint prescription and syndrom e association

3　网络针灸学研究的思路

由节点和连线组成的“网络”，既是机体复杂生物系统的构建基础，也是研究系统拓扑结构和动力学性质的强有力工具。笔者提出“网络针灸学”旨在将复杂网络分析技术用于研究穴位配伍规律和生物学机制，由此设计和预测最佳的针灸穴位干预方式。网络针灸学的研究重点是将穴位效应、病证映射于生物分子网络，以网络为基础建立穴位干预与病证的关联机制，见图1。这里的“穴位干预”指单一穴位、穴对或穴方；“病证”指具有分子基础的疾病、证候或相关表型；“生物分子网络”主要是基因及其产物等生物分子之间通过复杂相互作用而形成的网络，也可拓展到以生物分子为基础的广义网络，如信号转导网络、生物过程网络、代谢网络等。其中，网络针灸学的一种研究思路具体而言，即以病证生物分子网络的关键环节为干预对象，通过衡量穴位干预后的效应分子谱与病证分子网络关键环节的关系，发现穴位干预效应的生物学机制。通过分析每个穴位的效应谱分子在网络上的分布规律，来探索“循经选穴”，“辩证选穴”，“远近配穴”，“前后配穴”，“上下配穴”等经典配穴理论的网络特征。进而，利用这种网络特征来预测选穴组方的临床生物标志，并利用所发现的规律来进行选穴组方的理性设计。

“证候”是一系列相互关联症状的统称，是对望、闻、问、切四诊所获知的疾病过程中表现在整体层次上的机体反应状态的高度抽象和总结［17］。正确的辨证是中医诊断和方剂针灸治疗的关键所在。证候的本质是在机体内部多个系统和层次上不平衡的综合表现，以辨证为基础的针灸穴位配伍治疗即可促进机体平衡状态的快速恢复［18-19］。利用生物分子网络建立的机体状态平衡模型可以度量中医寒热证候相应的失衡状态［20］，因此，可通过这一模型来研究针灸穴位配伍的组合效应和生物学机制，进而从整体网络角度理解针灸穴位配伍效应与证候之间的关联关系，这也是网络针灸学的另一研究思路。同时，不同病证在网络平衡状态上存在一定的区别与联系，有助于研究药物“同病异治”、“异病同治”的作用特点。

4　小结与展望

针灸穴位配伍所产生整体增效的生物学功能与复杂网络所具有的“整体性”特征不谋而合，随着大量组学数据的不断积累，对于穴位效应的理解更为深入，同时将网络分析方法用于穴位配伍理论研究已经取得一些进展，使得网络针灸学呼之欲出。这一研究思路将有助于揭示传统针灸穴位配伍理论的内在规律和生物学基础，为选穴组方的理性设计和提高针灸临床疗效提供了理论指导，其发展道路将是光明的。

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（本文编辑：张震之，高 杉）

·启事·

Network acupuncture:a new strategy to investigate the rulesand biologicalmechanism sofacupiontcompatibility

FAN Xiao-jing1，GUOWei2，ZHANGYu-lian1，ZHANGBo3
（1.The Second HospitalAffiliated of Tianjin University of TraditionalChineseMedicine，Tianjin 300150，China；2.Tianjin University of TraditionalChinese Medicine，Tianjin 300193，China；3.Tianjin International Joint Academy of Biotechnology&Medicine，Tianjin 300457，China）

A greatprogresson the study of themechanism ofacupuncture hasbeenmadewith the help ofmassive omics technology.However，there is little further study on the compatibility regularity and overall effectofacupoints，and a new breakthrough can be sought in methodology.Network，a new research toolemphasizing“connection，entity，system”，hasbeen widely used allover the advanced study；especially the network pharmacology has largely promoted the study of traditional Chinese herbs and formulas.Therefore，learning from network pharmacology on the traditional Chinese herbs，we tried to combine acupuncture with network biology to propose“network acupuncture”，in order to lay foundation of further study on acupuncture in thenew period.

network；acupuncture science；acupiont compatibility

R245.9

A

1672-1519（2015）02-0080-04

10.11656/j.issn.1672-1519.2015.02.05

国家自然科学基金项目（81303139）。

樊晓靖（1981-），女，硕士，主治医师，研究方向是针灸理论基础与临床。

张博，E-mail:z-b07@mails.tsinghua.edu.cn。

（2014-11-04）