基因科学与21世纪的针灸学
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(上海市针灸经络研究所,上海200030)
[摘要]21世纪是基因科学高度发展的世纪,针灸学可望在“后基因组时代”中发挥重要的作用。笔者认为针灸学在关键基因调控方面优势明显,针灸的作用机理研究可望通过借鉴基因科学的先进的理论与技术而有所突破,并借鉴针灸治疗溃疡性结肠炎的研究思路,提出了21世纪针灸学的研究思路与发展方向。
[主题词]针灸学;研究设计;基因组,人GeneScienceandAcupMoxibustionScienceofthe21thCenturyWuHuangan,ZhangBimeng,LiuHuirong(
ShanghaiMunicipalInstituteofAcupmoxibustionandMeridians,Shanghai200030)[Abstract]The21
thcenturywillbeacenturyofhighdegreeofdevelopmentingenescience.Acupmoxibustionsciencemay
playanimportantroleinthe“latergenometimes”.Theauthorsholdthatacupmoxibustionsciencehaso
bviousadvantagesinregulationofcriticalfunctionalgenes;studiesonmechanismsofacupunc
tureandmoxibustionmayhavesomebreakthroughbymeansofadvancedtheoriesandtechniqueso
fgenescience.Theyalsoputforwardresearchthinkinganddevelopmentdirectionofacup
moxibustionscienceinthe21thcenturybasedonthinkingofstudyontreatmentofulcer
ativecolitiswithacupunctureandmoxibustion.
[Keywords]AcupunctureMoxibustionScience;ResearchDesign;Genome,Human第一作者简介:吴焕淦,男,上海中医药大学教授、博士生导师,上海市针灸经络研究所副所长。
作为生命科学的重要组成部分,针灸学在现代化研究进程中,充分吸收、借鉴了生命科学领域的新思维、新理论、新技术,在针刺镇痛机理研究,经络、腧穴本质探讨方面取得了一系列进展,针灸与神经、内分泌、免疫系统相关性研究成果也已为医学界所认同。我们也意识到,有关针灸作用机理研究和其他与针灸学发展密切相关的问题,不是针灸学本身所能解决的,只有将其融入生命科学这一大环境中,针灸学才能获得进一步的发展。可以预测,在到来的21世纪里,生命科学必将获得空前的发展,“基因科学”将渗透到医学的各个领域,在新的“基因时代”里,针灸学将受到哪些影响,它的发展前景如何?我们应该如何把握这一发展时机等一系列相关问题,应引起每一位针灸工作者的足够重视。结合我们课题组在长期从事针灸免疫(包括分子免疫学)相关研究过程中所积累的一些经验,从以下几个方面提出一些初浅的看法。
1基因组学快速发展
自20世纪以来,生命科学获得了极大发展,特别是1953年DNA双螺旋结构的发现以及1985年Crick的遗传信息传递的中心法则的提出,更是极大地促进了基因组学的发展,从而引发了一场世界范围内的基因技术革命,它对整个社会的影响是巨大的,在工业、农业、环保、医药等方面显示出广阔的发展前景。基因组学的研究可分为两个阶段:一是以人类基因组DNA的全序列测定为标志的“结构基因组学”阶段。自美国从1990年启动人类基因组计划(HGP)以来,已经发展成为一个国际大协作项目,它的意义可与曼哈顿原子弹计划及阿波罗登月计划相媲美,但现阶段HGP的完成仅为今后全面认识人类基因组的功能提供了一个结构基础[1]。随之而来的是竞争更为激烈的“后基因组时代”,为了确保我国在未来的生命科学中占有重要地位,我国确立了从“功能基因组学”和“疾病基因组学”入手的研究策略,同时,也认识到人类基因组学的研究方法、研究内容与中医学的整体观、辨证观有许多相似之处,中医药(包括针灸)在这方面有巨大潜力。
2针灸学的优势
针灸是在中医的脏腑经脉等相关理论的指导下,通过针刺或艾灸来达到调整脏腑的阴阳气血、虚实正邪等,最终起到治疗作用。它擅长从整体上对人体进行调整,并可根据机体不同的功能状况,通过选用不同的穴位或采用不同的针刺手法来达到调整机体功能状态之目的。针灸学作为中医学的重要组成部分,其基本治疗思想是将疾病的病理过程作为一个整体,它通过影响多靶点和疾病过程的多个环节,从而激发机体自身内在的调整能力来达到治疗目的[2]。其整合作用不仅表现在影响疾病的病理过程,对体质改善也有作用,在解决疾病易感性方面优势明显。当前,人类的疾病由以感染和营养失调为主的单因素疾病转向以机体自身代谢和调控失常为主的多因素疾病,以对抗为主要特征的西医未能达到从根本上改变复杂的病理过程,难以遏止疾病的发展[3]。虽然基因科学带给医学的影响是巨大的,甚至被称为“基因科学导致医学革命”,许多科学家也提出可以用改变基因结构来治疗单基因疾病,但这只是理论上的设想,迄今为止,基因治疗尚不成熟,它的负面效应还不清楚[4]。况且,绝大多数发病率高、危害性大的疾病是多基因疾病,是有多个调控基因失常所致,因此,治疗策略应该是以修饰或调控基因表达与基因产物功能来达到治疗目的。在研究基因组过程中,认识到多种致病因素作用于人体,能否发病以及预后情况怎样,是疾病相关基因与内外环境相互作用的结果,外因是通过内因起作用的,并在此基础上提出了诊治的个体化等新的治疗观念,这与中医学(针灸学)的辨证论治观相一致。针灸学在整个发展过程,都贯穿着辨证论治思想,其以多环节、多靶点的整合调节为特点,在治疗与病种方面的优势依然明显。基因组学与中医针灸学在思维方法学上的趋近性,为两者在研究思路与研究方法的相互渗透提供了可能。
3基因芯片在针灸治疗溃疡性结肠炎作用机制研究中的应用
有关针灸作用机理的研究,古代及近代医家都作过探索,但基本上停留在以传统的中医理论进行阐述。近半个世纪以来,国内外学者在针灸作用机理研究,如针刺镇痛机理的研究,针刺对神经、免疫、内分泌系统调节的研究等方面,均作了大量细致而有意义的工作,并证实了针刺的确切疗效,但尚缺少被人们普遍接受的合理解释。针灸治疗溃疡性结肠炎临床与机理的系列研究所提供的研究思路,对我们颇有借鉴意义。溃疡性结肠炎(UlcerativeColitis,UC)属难治性疾病,病因涉及免疫系统、环境,以及尚未确定的慢性肠道炎症易感基因之间的相互作用。这些相互作用引起一系列级联改变,导致慢性肠道炎症、组织病变和疾病。我们的研究发现:隔药灸治疗UC不仅具有满意的近期疗效,也有一定的远期疗效,且副作用小[5]。有关隔药灸治疗UC的临床及作用机理的研究成果已得到学术界的广泛认同:(1)艾灸治疗溃疡性结肠炎的形态学研究(SCI收录)[5];(2)从细胞因子与基因调控探讨针灸治疗溃疡性结肠炎的机理(SCI收录)[6];(3)针灸治疗大鼠溃疡性结肠炎分子免疫学机理研究[7],发现隔药灸与电针能够上调溃疡性结肠炎大鼠结肠粘膜中IL1ramRNA表达,降低IL1βmRNA、IL6mRNA表达及iNOSmRNA的表达,从而有效地控制溃疡性结肠炎已启动的炎症和免疫级联反应[6、7]。上述研究成果为进一步从基因表达调控水平上研究UC提供了理论及实验基础,也为研究隔药灸调节相关基因表达及表达产物功能提供了重要依据。但这种只针对单基因的研究思路对揭示UC的发病本质存在一定的局限性,毕竟众多细胞因子之间及其与靶细胞之间是相互影响、相互作用的。
国外有研究选择性删除小鼠一个感兴趣的基因(或称为“敲除”)而产生慢性肠道炎症。特发性肠道炎症可以是免疫系统特异基因异常的结果,在这些有基因改变的动物,正常肠道菌群能诱发慢性肠道炎症。但对各种溃疡性结肠炎“敲除”突变体模型的思考,强烈支持环境(在这里指肠道菌群)可能与特异基因(特别是那些上调或下调免疫系统者)相互作用而引起溃疡性结肠炎的设想[8]。但无论在生理或病理条件下,在基因表达调控、机体免疫及细胞分化等重要生命活动中,并非每个基因都是单独的发挥作用,众多基因是作为一个统一的整体进行调节的。目前,国内尚缺乏全面、深入的相关研究,未能阐明溃疡性结肠炎的确切发病机理,这给有效的治疗该病带来了困难。因此,筛选在影响UC的多个环节上起作用的分子和起关键性调控作用的基因,从基因的整体调控水平来揭示溃疡性结肠炎的发病机制及针灸治疗的可能作用机制应是医学界所关注的问题。
借鉴生命科学领域先进的理论与方法,应用近几年发展起来的前沿生物技术―――基因芯片技术筛选出UC差异表达基因及隔药灸“天枢穴”治疗UC的反应性基因,并克隆部分未知基因全长cDNA,进行功能分析,初步建立“UC相关基因表达谱”,阐释UC的发生机制与隔药灸治疗UC的基因调控和功能修饰的机制,探讨能与隔药灸起反应的基因。这些基因可能是目前已知的与UC相关的基因,也可能是未知功能的基因,国内尚未对溃疡性结肠炎基因表达谱有一个全面的认识。因此,从整体水平出发来研究针灸的基因表达谱为最终揭示针灸的作用本质提供了可能,同时也为针灸的现代化研究提供了一种很好的思路。
自人类基因组计划实施以来,不仅给现代医药学带来新机遇,也为针灸学的发展带来了极好的契机。国内一些学者已注意到在“功能基因组”与“疾病基因组”的调控方面,针灸具有巨大的潜力,并且意识到如果在这方面的研究有所突破的话,将使我国在即将来临的“后基因组时代”处于国际领先地位[2,3]。在考虑将“功能基因组学”与针灸学结合起来进行研究时,不仅要严格遵循“功能基因组学”本身的研究规律,同时也要认识到针灸疗法本身的特点,选择针灸疗效显著的溃疡性结肠炎进行研究,因此,开展“UC隔药灸”基因表达谱的相关研究具有较高的理论与应用价值。
实践证明,针灸学只有采取中西医结合方式,运用先进的现代科学技术与手段,把中医基础理论的阐释、确切的临床疗效及其作用机理提供给人们,充分发挥其在调控基因功能方面的优势,才能在21世纪的生命科学研究中占有一席之地。有理由认为,只有充分地将针灸学的特色融入到生命科学的领域中,将宏观现象的研究与微观机理的研究紧密结合起来,针灸学才能在当今迅速发展的生命科学里得到丰富和发展。相信,针灸学必将在21世纪里大放光彩。
4参考文献
1吴.发展基因组学和生物信息学刻不容缓.中国医学科学院学报,2000;22(1):1
2洪净.中医药防治疾病的优势与学术发展切入点的探讨.中医杂志,2000;41(12):751
3李扬.流行病学模式的转变.国外医学社会医学分册,1998;15(3):97
4沈自尹.基因科学和21世纪中医药学的走向.上海中医药杂志,2000;4(10):7
5WuHuangan,ZhouLibin,etal.MorphologicalStudyonColonic
PathologyinUlcerativeColitisTreatedbyMoxibustion.Treatment.WorldJournalofGastroenterology,2000;9(6):861
6吴焕淦,等.针灸治疗大鼠溃疡性结肠炎细胞因子基因表达的探讨.世界华人消化杂志,1998;6(10):853
7WuHuangan,etal.TheMechanismofiNOSGeneModulationon
AcupunctureandMoxibustionTreatmentforUlcerativeColitisinRats.WorldJ
Gastroentero.September2000;6(supplement3):648ElsonCO,SartorRB,TennysonGS,RiddellRH.ExperimentalModelsofInflammatoryBowelDisease.Gastroenterology.1995;109:1344(收稿日期:20010508,马兰萍发稿)