三、代谢组学研究
代谢组（Metabolome）是指生物体内源性代谢物质的动态整体。而传统代谢的概念既包括生物合成，也包括生物分解，因此理论上代谢物应包括核酸、蛋白质、脂类生物大分子以及其他小分子代谢物质。但为了有别于基因组、转录组和蛋白质组，代谢组目前只涉及相对分子质量约小于1000的小分子代谢物质。代谢组学是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想，对生物体内所有代谢物进行定量分析，并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系的研究方式，代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后新近发展起来的一门学科，是系统生物学的重要组成部分。基因组学和蛋白质组学分别从基因层面和蛋白质层面探寻生命的活动，而实际上细胞内许多生命活动是与代谢物相关的，如细胞信号（Cell signaling）、细胞间通信、能量传递等都是受代谢物调控的。细胞内的生命活动大多发生于代谢层面，故代谢组学被认为是“组学”研究的最终方向。正如Billy David所言：“基因组学和蛋白质组学告诉你可能发生什么，而代谢组学则告诉你已经发生了什么。”即基因组学和蛋白质组学能够说明可能发生的事件，而代谢组学则反映确实已经发生了的事情。
代谢组学整体描述内源性代谢物的动态变化，通过对内源性小分子代谢物进行定性定量分析，反映机体外源性和内源性变化和整体功能状态。代谢组学可分为4个层次：代谢轮廓分析、代谢指纹分析、代谢物靶标分析和代谢组学分析，研究对象主要为生物体内的如体液、器官组织和细胞等。采集样品，对样本进行简单预处理，提取并检测样品上清液，收集、分析数据，检测代谢物及分析代谢通路，动态描述生物系统表型。研究者可根据被测代谢物的理化性质结合不同分析技术的优势，选择合适目标代谢物的技术平台进行检测近年来一系列分析平台的快速发展，包括核磁共振（NMR）、气相色谱-质谱联用（GC-MS）、液相色谱-质谱联用（LC-MS）和毛细管电泳质谱（CE-MS）等，可以实现对代谢产物及其相关代谢途径的分离、检测、表征和定量。
代谢组学对整个有机体进行研究，与中医学理论的整体观、辨证论治相一致，反映了人体在多因素相互作用下的整体状态。中医药在疾病治疗中具有多成分、多靶点的特点，阐明中医的作用机制是一个巨大挑战。代谢组学通过对生物体液、细胞和组织中的代谢物的分析，可以检测到生物途径的细微改变，从而为深入了解各种生理和病理过程（包括疾病）的机制提供依据。中医学以整体恒动观为指导原则，将人体看成一个整体，随证施治，辨证处方，在治疗各疾病方面取得确切疗效。然而中医认识疾病的方法、理论尚缺乏合适的现代科学表达体系，难以检测中药的有效成分，与西医相比缺少可测量的指标或数据，因此阐明中医药的作用机制具有重大挑战，使得中医理论的科学价值及中医临床经验的实用价值难以被现代医学科学乃至于生命科学家所认可和接受，难以被现代社会理解和接受，其在国际上的地位和发展受限。采用代谢组学技术与中医辨证论治相结合的方式，研究中医脾脏象证候客观化，这为中医理论及证候客观化研究提供了新技术的同时开辟了新的思路与方法。
1.基于脾相关病症的代谢组学研究
（1）脾与糖尿病：在中医学中，糖尿病相当于中医的消渴病。自古就有从上、中、下三消分别论治的治法。脾虚失运，使得转输和散精的功能减退，脏腑失于滋养，则伤其阴，阴虚内热，伤津则口渴多饮，消谷则多食易饥。历代医家及现代中医研究表明，2型糖尿病患者的胰岛素抵抗与脾虚有密切联系。有研究采用UPLC/MS法对2型糖尿病模型及正常组大鼠血清、尿液代谢物谱图进行分析，结果发现糖尿病组大鼠血清中溶血磷脂酰胆碱和苯丙氨酸水平相对于正常组大鼠显著增加；糖尿病组大鼠尿液中肌酸酐、柠檬酸盐、马尿酸盐、苯乙酰甘氨酸较正常组明显降低，而胆酸、去氧胆酸和鹅去氧胆酸明显升高。
（2）脾与高脂血症：高脂血症是由于体内脂质代谢紊乱，导致一种或几种脂质水平异常的一种病症。高脂血症在中医学属于痰湿、浊阻等病证范畴，脾的运化功能失常是引起高脂血症的主要病机。有学者应用NMR技术检测正常对照组和高脂血症组各10例患者血浆标本，得到代谢指纹图谱。结果发现与正常组比较，高脂血症组LDL/VLDL、乳酸、糖蛋白水平明显增加，而丙氨酸、缬氨酸、胆碱、肌酸、酪氨酸、谷氨酰胺及血糖水平下降。筛选到30个变量13个代谢产物可能是高脂血症潜在生物标志物。
（3）脾与高血压：高血压在中医属“眩晕”“头痛”等病的范畴，高血压的中医病因较多，病机复杂，与脾有着密切的联系。脾虚失运，则水湿内停，痰浊内生中阻，导致阴阳气血紊乱，化生内风，风痰上扰清窍，发为眩晕；或清窍痹阻，痰瘀互结，脉络失养而致头痛。采用GC-MS法对高血压痰湿壅盛组与正常组比较，发现多种氨基酸类、苯丙氨酸、尿酸、赤藓醇、亚油酸、单硬酯酸甘油酯等代谢物较正常组有一定差异，可以初步认为，以上化合物可作为诊断高血压痰湿壅盛证的潜在生物标志物群。
2.基于脾相关证候的代谢组学研究
（1）湿热蕴脾证研究：有专家应用NMR技术对湿热蕴脾证患者及健康人的唾液进行检测，发现湿热蕴脾组患者唾液中乙酸、丙酸盐、牛磺酸的含量相对较高。说明湿热蕴脾证同唾液代谢产物有一定的相关性。
（2）肝郁脾虚证研究：应用NMR技术对亚健康肝郁脾虚患者及健康人尿液进行检测发现，模型组与正常对照组经分析比较发现肌酐、氧化三甲胺、马尿酸等化合物的谱峰峰形改变较为明显。模型组随时间变化，代谢物谱也有一定的变化，初步证实可以通过组学技术，找到肝郁脾虚中医证候的生物学基础。
（3）脾胃虚寒证研究：应用NMR技术对脾胃虚寒证患者及健康人的血液、尿液进行检测发现，与健康人相比，脾胃虚寒证组血液中乳酸、丙氨酸、甘氨酸、葡萄糖、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、极低密度脂蛋白、不饱和脂肪酸、磷脂酰胆碱含量发生相对变化；两组尿液检测发现与健康人相比，脾胃虚寒证组，乳酸、柠檬酸、二甲胺、肌酐、氧化三甲胺、甘氨酸含量相对较高，丙酮酸盐含量相对较低，这些差异可为脾胃虚寒证研究提供依据。
（4）脾气虚证研究：近二十多年来，学者们运用现代科学方法来研究脾气虚证本质，使脾气虚证本质的研究在很大程度上得到了规范。在消化系统、能量代谢、神经免疫等许多方面都有一定的研究成果。如采用病证结合的方法，应用NMR技术对脾气虚证患者与健康人的唾液进行检测发现，脾气虚证组患者唾液中谷氨酰胺、蔗糖、乳酸盐、苯丙氨酸的含量相对较高。还有学者应用液质联用技术研究了脾气虚患者尿液中的代谢组变化，结果显示与正常组相比，脾气虚证组唾液中苯乙酰谷氨酰胺等物质含量发生相对变化。以上物质可作为脾气虚证的辨证参考指标。