冠心病心绞痛气虚血瘀证和气滞血瘀证的生物学网络特征初步研究

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目的:通过文献和数据挖掘相结合的方法,以冠心病为切入点,临床搜集冠心病不稳定性心绞痛气滞血瘀证和气虚血瘀证病例资料,探究整合出中医常见证气虚血瘀证和气滞血瘀证的生物学基础,绘制出分子生物网络图,得到相关证型的生物活性基础,并通过临床指标检测的方法与文献挖掘得到的结果互相验证,初步探究得到中医证型的分子生物学基础,旨在创建系统方便直观的生物指标区分方法,为建立一种系统客观的中医证候评价体系做出贡献。方法:1、在本研究中通过建立NEI (Neuro-Endocrine-Immune,神经内分泌免疫)相关基因的数据字典以及气虚血瘀证、气滞血瘀证的HPO (Human Phenotype Ontology,人类表征本体论)表征术语词库,从HPO数据库中得出气虚血瘀证和气滞血瘀证的表征术语关键词,如气虚血瘀证的关键词为“心悸”对应的HPO表征术语为‘’Palpitations"。将这些表征术语作为关键词全部输入Pubmed数据库并在这上检索摘要或标题中含有这些词的文献,然后下载这些文献的摘要,以xml格式保存,并对下载的xml文件进行数据的清洗和整理,然后分别构建气虚血瘀证和气滞血瘀证相关文献的文献库,通过PubMiner和Genclip两种不同的文献挖掘方法找到气虚血瘀证和气滞血瘀证的特征性NEI基因,并找到与证候相关表征关键词的特征性NEI基因,之后利用DAVID Bioinformatics Resources 6.7软件分析得到两大证型的关键基因和功能注释集群,最后通过KEGG通路分析得到该证型的生物通路富集分析结果,探索两组证候间的生物活性物质的不同,如激素、受体、细胞因子、神经递质等。2、以冠心病为切入点,临床搜集冠心病不稳定性心绞痛气滞血瘀证和气虚血瘀证的病例资料,对前期文献与数据挖掘的结果进行验证,探讨不稳定性心绞痛患者NEI网络变化规律,探究性找到区别两种证型的生物活性物质,从而可以验证文献与数据相结合的挖掘方法可以成为证候研究中的一种有效手段而应用于临床。结果:1、基因功能注释集群检测结果:利用DAVID Bioinformatics Resources 6.7, NIAID/NIH (http://david.abcc.ncifcrf.gov/)软件对上述节点进行分析,转换气虚血瘀证和气滞血瘀证关键基因名称。气虚血瘀证的39个关键基因分为3个功能注释集群,丰度记分大于5.0。气滞血瘀证的50个关键基因分为4个功能注释集群,丰度记分大于7.0。结果表明气虚血瘀证的相关集群与补体、信号传导、炎症反应相关;也与重症肌无力、免疫缺陷病、糖蛋白等神经免疫调节系统相关。气滞血瘀证的相关集群包括大量神经肽、无活性蛋白后期裂解或者C段酰胺化后产生有生物活性的肽类、糖蛋白、含有二硫键的蛋白;对激素的分泌,以及细胞对激素的反应,信号传导,细胞外区域,磷酸化反应、血磷代谢,细胞能量代谢等神经内分泌生物作用都有调控作用;此外气滞血瘀证相关基因还与心血管系统和消化系统有一定关联。2、GO(GeneOntology,基因本体检测)分析结果:气虚血瘀证相关的关键基因参与了143条不同生物过程(BP),20种不同细胞组分(CC),16种不同的生物功能(MF);气滞血瘀证相关的关键基因参与了495条不同生物过程,19种不同细胞组分,20种不同的生物功能。共同参与这些基因本体结果的基因数量从2个到20个不等。气虚血瘀证相关基因参与的主要生物过程有:补体的经典途径、蛋白的成熟肽键断裂、循环中的免疫球蛋白对自身免疫疾病的影响、急性炎症反应、适应性免疫反应。气滞血瘀证相关基因参与的主要生物过程有:细胞间信号传导、调节分泌、调节系统功能如血压、心率、呼吸等,调节细胞定位,神经电信号传导,细胞表面受体介导信号传导,对有机物的反应,正调控分子功能,传导神经冲动等。3、KEGG通路分析结果:气虚血瘀证相关基因与补体系统通路、调控细胞自噬通路有联系,气滞血瘀证相关基因与神经激动配体-受体通路、Jak-STAT信号通路、细胞因子内在联系通路、脂肪细胞因子通路和造血细胞谱系有关联。4、临床数据分析结果:从87例冠心病心绞痛住院患者中筛选出性别男性,年龄在60-70岁之间,病程在10年以上,且无家族遗传病史的气虚血瘀证患者3例,气滞血瘀证患者4例,年龄相同的正常男性3例进行相关指标的检测,结果所示:气滞血瘀证患者体内CORT、T3、T4、T、E2的含量与正常人群相比有显著差异;气虚血瘀证患者体内C3、C4的含量与正常人群相比有显著差异。结论:1、通过对两种方法挖掘出的基因数据进行对比、分析,显示气虚血瘀证相关基因集群与内分泌、信号传导、造血细胞系、炎症反应等相关;气滞血瘀证相关基因集群与糖蛋白、含有二硫键的蛋白、G蛋白偶联受体信号传导系统、儿茶酚胺类递质活性调控相关,从而与交感神经调节相关。文献与数据相结合的挖掘方法说明了中医证型的生物学特征可以在NEI水平上进行有效的辨识,而文献挖掘作为一种即省时、省力,又简单易行的挖掘证候生物学指标的方法,也正在被越来越多的研究人员所采纳。2、通过对临床常用指标的检测,反过来验证了前期通过文献与数据相结合挖掘的方法找到的NEI网络生物学指标,证明中医不同证候间的生物活性成分从临床角度来看确实有所不同,初步探究到不同证型的病人可能在激素水平、信号传导系统等人体内在调节水平上有不同的表现和区别,这一验证结果为中医证候的诊断客观化标准化提供了可能性和理论支撑。
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