人類表型組計(jì)劃取得原創(chuàng)成果，與中醫(yī)經(jīng)絡(luò)理論存在關(guān)聯(lián)

皮膚熒光“照”出腦卒中等疾病

近日，上海交通大學(xué)教授殷衛(wèi)海和中國(guó)科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)教授金力等人合作發(fā)表的論文《角蛋白的表皮綠色自發(fā)熒光是器官損傷的共同生物標(biāo)志物》引發(fā)業(yè)內(nèi)關(guān)注，這篇論文介紹了上海市級(jí)科技重大專項(xiàng)“國(guó)際人類表型組計(jì)劃（一期）”取得的原創(chuàng)成果——發(fā)現(xiàn)表皮綠色自發(fā)熒光是腦卒中、肺癌等疾病的生物標(biāo)志物。

科研團(tuán)隊(duì)在此基礎(chǔ)上發(fā)明了儀器樣機(jī)，已啟動(dòng)醫(yī)療器械注冊(cè)證申報(bào)工作。這款便攜式儀器有望用于以基層醫(yī)院為主的各類醫(yī)院以及家庭、社區(qū)，實(shí)現(xiàn)腦部、肺部等多種器官疾病的快速輔助診斷和健康評(píng)估，為大健康管理提供量化評(píng)估工具。

信任催生原始創(chuàng)新

這一探索始于5年前。當(dāng)時(shí)，殷衛(wèi)海帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研究紫外線對(duì)皮膚的損傷問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)小鼠的表皮綠色自發(fā)熒光強(qiáng)度與紫外線強(qiáng)度有關(guān)。

人和小鼠的皮膚表皮有4—5層，倒數(shù)第二層叫棘層，其細(xì)胞中的角蛋白1分子在藍(lán)光照射下會(huì)發(fā)出綠色熒光。體內(nèi)炎癥和氧化應(yīng)激加劇后，熒光為何隨之增強(qiáng)？上海交大團(tuán)隊(duì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，炎癥和氧化應(yīng)激能誘導(dǎo)棘層的角蛋白1切割，使這種分子在藍(lán)光照射下的綠色熒光上升�！敖堑鞍�1分子結(jié)構(gòu)好比燈籠，它的罩子被破壞得越厲害，射出的光就越多�！币笮l(wèi)海解釋。

令人驚訝的是，這種生物機(jī)制不僅適用于紫外線引起的皮膚損傷，還可能適用于腦卒中、肺癌、帕金森病等多種疾病，即器官損傷造成的炎癥和氧化應(yīng)激水平越高，人和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的表皮綠色自發(fā)熒光越亮。莫非，這種熒光是多種器官損傷的共同生物標(biāo)志物？

2018年3月，上海市級(jí)科技重大專項(xiàng)“國(guó)際人類表型組計(jì)劃（一期）”啟動(dòng)，旨在系統(tǒng)研究人類表型即人體特征，探索繼人類基因組之后生命科學(xué)的又一戰(zhàn)略制高點(diǎn)。作為一種可能與多種疾病相關(guān)的新表型，表皮綠色自發(fā)熒光引起了專項(xiàng)負(fù)責(zé)人重視。讓殷衛(wèi)海感慨的是，在近3年的專項(xiàng)子課題研究中，他沒(méi)有受到短期考核的壓力，而是在寬松、信任的環(huán)境中開(kāi)展原創(chuàng)研究�！拔乙郧皡⑴c的一些科研項(xiàng)目，經(jīng)費(fèi)到賬后較短時(shí)間內(nèi)就有成果考核，這種短期考核讓科學(xué)家難以沉下心來(lái)做‘從0到1’的原始創(chuàng)新。”

市級(jí)科技重大專項(xiàng)的另一特點(diǎn)，是圍繞重大戰(zhàn)略目標(biāo)組建國(guó)際一流的科研團(tuán)隊(duì)，集聚各方力量開(kāi)展前沿攻關(guān)。以《角蛋白的表皮綠色自發(fā)熒光是器官損傷的共同生物標(biāo)志物》為例，這篇論文的作者單位包括上海交大、復(fù)旦、中科院—馬普學(xué)會(huì)計(jì)算生物學(xué)伙伴研究所、上海國(guó)際人類表型組研究院、3家三級(jí)醫(yī)院等單位。他們聯(lián)合通過(guò)5個(gè)動(dòng)物模型、2個(gè)細(xì)胞模型的實(shí)驗(yàn)研究和一系列臨床驗(yàn)證，揭示了表皮綠色自發(fā)熒光與腦卒中、肺癌等疾病的顯著關(guān)聯(lián)。

熒光增強(qiáng)部位吻合中醫(yī)經(jīng)絡(luò)

這些科研成果有重要的臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值。交大團(tuán)隊(duì)發(fā)明了智能便攜式人體自發(fā)熒光檢測(cè)儀，已獲1項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專利和1項(xiàng)澳大利亞發(fā)明專利授權(quán)。記者昨天在實(shí)驗(yàn)室看到了這款儀器，它體積不大，受試者伸出手，讓儀器發(fā)出的藍(lán)光照射食指背側(cè)、手掌心、手肘內(nèi)側(cè)等部位，電腦屏幕上就出現(xiàn)了熒光圖像。受試者的食指背側(cè)皮膚顯示出環(huán)形熒光，提示他的大腦處于亞健康狀態(tài)。“如果這個(gè)部位的自發(fā)熒光亮度比正常人高3—5倍、具有環(huán)形結(jié)構(gòu)且人體左右側(cè)不對(duì)稱，就提示他很可能患有腦卒中。”殷衛(wèi)海說(shuō)。

與殷衛(wèi)海合作的復(fù)旦大學(xué)附屬上海市第五人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科負(fù)責(zé)人介紹，在對(duì)缺血性腦卒中的臨床研究中，他們發(fā)現(xiàn)表皮自發(fā)熒光與疾病發(fā)生、病情變化高度關(guān)聯(lián)，其亮度上升提示有發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)；在患者康復(fù)期中，熒光檢測(cè)值呈下降趨勢(shì)。這款儀器區(qū)分缺血性腦卒中病人和健康人的AUC（代表診斷準(zhǔn)確率）已超過(guò)0.91，顯示具有較高的診斷價(jià)值。獲得醫(yī)療器械注冊(cè)證后，它可應(yīng)用于以基層醫(yī)院為主的各類醫(yī)院，成為低成本的無(wú)創(chuàng)、快速輔助診斷工具，也可作為風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、康復(fù)評(píng)估儀器，為公眾健康保駕護(hù)航。

表皮自發(fā)熒光為何是器官損傷的共同生物標(biāo)志物？科研人員通過(guò)細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，器官損傷會(huì)產(chǎn)生炎癥或氧化應(yīng)激因子，造成角蛋白1分子的切割，引起表皮自發(fā)熒光這一人體表型的變化。

一度讓殷衛(wèi)海困惑的是，在不同疾病患者中，其手部的熒光亮度上升部位是不同的。比如，帕金森病人是食指背側(cè)亮度上升，心臟疾病患者則通常是手掌心發(fā)亮。這是什么原因？他與中醫(yī)專家討論時(shí)受到啟發(fā)，開(kāi)始研究自發(fā)熒光與經(jīng)絡(luò)的關(guān)系。他們發(fā)現(xiàn)，熒光上升部位與損傷器官所對(duì)應(yīng)的經(jīng)絡(luò)和穴位吻合，例如在有心臟損傷的病人手部，位于心包經(jīng)上的“勞宮穴”和心經(jīng)上的“少府穴”有顯著的自發(fā)熒光增強(qiáng)，而其他一些被測(cè)部位的熒光無(wú)顯著變化；又如在帕金森病人的手部，食指背側(cè)對(duì)應(yīng)于大腸經(jīng)的位置有顯著的熒光增強(qiáng)，“勞宮穴”位置則無(wú)異常發(fā)光。

“中醫(yī)經(jīng)絡(luò)理論的本質(zhì)，是體表和內(nèi)臟有直接關(guān)聯(lián)，內(nèi)臟疾病在體表特定部位有反應(yīng)。”上海市針灸經(jīng)絡(luò)研究所副研究員王宇解釋，“人類表型組計(jì)劃發(fā)現(xiàn)的表皮自發(fā)熒光與器官損傷有關(guān)聯(lián)，是對(duì)經(jīng)絡(luò)理論的一種驗(yàn)證。”其中，大腸經(jīng)熒光異常與腦部損傷有關(guān)這一發(fā)現(xiàn)，還與生命科學(xué)的“腸腦軸”理論不謀而合。

如今，王宇等人正在和殷衛(wèi)海合作，研究表皮自發(fā)熒光、經(jīng)絡(luò)、疾病三者之間的關(guān)聯(lián)。這是一項(xiàng)中西醫(yī)結(jié)合、多學(xué)科交叉研究，講求“望聞問(wèn)切”的中醫(yī)理論與人類表型組計(jì)劃雖相隔千年，卻顯示出越來(lái)越多的契合點(diǎn)。