中医药治疗急性脑梗死用药规律的数据挖掘研究

2024-03-22 14:16刘红喜梁晓魏竞竞石静资刘悦申伟陈云梦付国静张允岭
中西医结合心脑血管病杂志 2024年1期
关键词:用药规律急性脑梗死数据挖掘

刘红喜 梁晓 魏竞竞 石静资 刘悦 申伟 陈云梦 付国静 张允岭

摘要 目的:基于數据挖掘技术探讨中医药治疗急性脑梗死(ACI)的用药规律,为ACI的临床治疗提供思路。方法:计算机检索中国知网、万方、维普、中国生物医学、PubMed数据库建库至2022年9月中医药治疗ACI的随机对照临床研究药方,运用古今医案云平台(V2.3.5)对筛选出的药方进行药物频次统计、性味归经统计、药物功效统计、关联分析、聚类分析、复杂网络分析等数据挖掘。结果:通过收集与筛选,共纳入符合标准的药方376首,涉及211味中药,药物总频次3 729次。药物使用频次居前10位的分别是川芎、地龙、当归、黄芪、丹参、红花、半夏、桃仁、天麻、赤芍。药物性味归经方面,四气以温性、平性为主;五味以苦味、甘味、辛味为主,归经以肝经为主。药物功效统计中活血化瘀、润肠通便、祛风止痛、燥湿化痰、活血行气、活血通络等功效中药使用频次较高。药物关联有“当归-川芎”“川芎-地龙”“黄芪-川芎”等。药物聚类可将使用频次≥40次的24味高频中药聚类成5类。复杂网络分析筛选出治疗ACI的核心组方为:川芎、当归、地龙、桃仁、红花、赤芍、黄芪、丹参、甘草。结论:中医药治疗ACI多从“瘀、痰、虚、滞”病机着手,注重急则治标,标本兼顾,以通为主,通补兼施,常用活血化瘀、理气活血、益气活血、活血化痰、活血养血、调畅血脉、行滞通络、润肠通腑、清解郁热之品。

关键词 急性脑梗死;中医药;用药规律;数据挖掘

doi:10.12102/j.issn.1672-1349.2024.01.006

Medication Rules of Traditional Chinese Medicine in Treating Acute Cerebral Infarction Based on Data Mining

LIU Hongxi, LIANG Xiao, WEI Jingjing, SHI Jingzi, LIU Yue, SHEN Wei, CHEN Yunmeng, FU Guojing, ZHANG Yunling

Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100029, China; Xiyuan Hospital of China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100091, China

Corresponding Author ZHANG Yunling, E-mail: yunlingzhang2004@126.com

Abstract Objective:Based on the data mining technology,to study the medication rules of traditional Chinese medicine(TCM) for the treatment of acute cerebral infarction(ACI),and provided ideas for the clinical treatment of ACI.Methods:The prescription composition data of randomized controlled clinical studies of TCM in the treatment of ACI from the establishment of China National Knowledge Infrastructure(CNKI),Wanfang Data,Chinese Science and Technology Journal Database(VIP),Chinese Biomedical Literature Database(CBM),and PubMed databases from to September 2022 were retrieved by computer.The Ancient and Modern Medical Records Cloud Platform(V2.3.5) was used to conduct data mining for the selected prescriptions,such as herbal medicine frequency statistics,property,flavors and attributive channel,herbal medicine efficacy statistics,correlation analysis,cluster analysis,and complex network analysis.Results:Through collection and screening,376 prescriptions meeting the criteria were included,involving 211 kinds of herbal medicines,with  3 729 times.The top 10 drugs were Chuanxiong,pheretima,angelica sinensis,astragalus membranaceus,salvia miltiorrhiza,carthamus tinctorius,pinellia ternata,semen persicae,gastrodia elata,and paeonia lactiflora.The four Qi were mainly warm and neutral.The five tastes were mainly bitter,sweet and pungent.The main channel was liver meridian.The drug effects were promoting blood circulation to remove blood stasis,relaxing the bowels,expelling wind and relieving pain,eliminating dampness and resolving phlegm,promoting blood circulation and promoting Qi circulation,and promoting blood circulation to dredge collaterals.Drug associations included "angelica-Chuanxiong","Chuanxiong-pheretima","astragalus-Chuanxiong" and so on.Herbal medicines clustering clustered 24 kinds of high-frequency herbal medicines which were used more than 40 times into 5 categories.Complex network analysis showed the core formula for the treatment of ACI were Chuanxiong,angelica,lumbricus,semen persicae,carthamus tinctorius,radix paeoniae rubra,radix astragali,radix salviae miltiorrhizae,and radix glycyrrhizae.Conclusion:TCM treatment of ACI is mainly based on included the pathogenesis of "blood stasis,phlegm,deficiency,and stagnation",focusing on the treatment both the symptoms and the causes,with priority for dredging,to apply both dredging and tonifying,promoting blood circulation,regulating Qi and activating blood circulation,supplementing Qi and activating blood circulation.

Keywords acute cerebral infarction; traditional Chinese medicine; medication rules; data mining

急性脑梗死(acute cerebral infarction,ACI),又称急性缺血性脑卒中,是指急性起病,脑部血液循环障碍,导致局部脑组织缺血、缺氧性坏死,而出现神经功能缺损[1-2],其占我国脑卒中的69.6%~70.8%[3-4],是最常见的脑卒中类型,具有高发病率、高致残率、高死亡率、高复发率、高经济负担等特点[5]。目前,时间窗内给予血管再通治疗是ACI有效的治疗方案,但受限于时间窗等多重因素的影响,易使ACI溶栓率较低及救治延迟[6]。ACI根据其临床特征,属于中医学“中风”范畴[7]。中医学基于理论与实践的相互促进,不断融合,传承发展,在对ACI的治疗方面,逐步形成了自身独特的辨治体系[8]。研究显示,中医药治疗ACI具有改善临床症状、促进神经功能恢复、改善血液流变学指标、减轻缺血再灌注损伤、抑制神经细胞炎性因子、改善氧化应激水平、降低死亡率、提高生活质量、提高总有效率等作用,顯示出了明显的治疗优势[9-15]。因此,总结中医药治疗ACI的有效经验至关重要。本研究筛选中医药治疗ACI的随机对照临床研究有效方药,运用古今医案云平台对其进行数据挖掘,分析药方配伍规律,以期为ACI的临床治疗提供一定参考。

1 资料与方法

1.1 资料来源

通过计算机检索中国知网(CNKI)、维普中文期刊服务平台(VIP)、中国生物医学文献数据库(CBM)、万方数据知识服务平台、PubMed,收集中医药治疗ACI的临床研究。

1.2 检索策略

通过主题词与自由词结合的方式对检索词进行限定,以“中药”“中草药”“中成药”“急性期”“脑梗死”“脑梗塞”“中风”“卒中”等检索词检索中文数据库;以“traditional Chinese medicine”“herbal medicine”“acute”“stroke”“cerebral infarction”等为检索词检索英文数据库。根据数据库具体情况,限制研究文献类型为随机对照研究,检索时限为建库至2022年9月。

1.3 筛选标准

1.3.1 文献纳入标准

1)研究类型为随机对照临床研究;2)研究对象明确诊断为ACI,年龄≥18岁,不限性别和种族;3)干预措施有中药治疗,中药剂型不限,用药疗程和剂量不限;4)同一方药不同文献,选取发表时间最近者录入。

1.3.2 文献排除标准

1)方药组成不明确;2)中药给药途径为外用;3)药方组成以民族医药为主;4)文献类型为硕士、博士学位论文及会议论文;5)治疗后无明显疗效。

1.4 数据规范与输入

按照《中药学》[16]及《中华人民共和国药典》[17]对纳入文献的方药组成药物名称进行规范,如“双花”规范为“金银花”,“全虫”规范为“全蝎”。将符合筛选标准的方药录入Excel 2019,双人进行数据审核并规范数据,运用中国中医科学院中医药信息研究所研发的古今医案云平台(V2.3.5)(http://www.yiankb.com)进行数据输入,输入数据由一人录入,一人核对,确保数据导入无误。

1.5 数据处理与分析

运用古今医案云平台(V2.3.5)进行数据处理,运用平台中数据挖掘板块,对纳入的药方进行药物情况分析,统计纳入研究的药物味数、总频次、药物频次;依据《中药学》[16]及《中华人民共和国药典》[17]对药物性味归经、药物功效进行统计分析;通过关联分析,设置支持度≥0.20、置信度≥0.50、提升度>1.00筛选出具有代表性的药物关联[18];通过聚类分析,以分组距离>12.5为界将其聚类分组,分析处方的用药分类[19-20];通过多尺度的Backbone复杂网络算法,设定置信度≥0.5、边权重≥75,筛选出中药核心组方[21-22]。

2 结 果

2.1 药物纳入情况

根据设定的检索策略及纳入与排除标准对中医药治疗ACI的临床随机对照研究进行药方收集整理,共纳入符合标准的药方376首,涉及211味中药,药物总频次3 729次。

2.2 药物频次

在筛选出的药方中,对处方组成药物的使用频次进行统计,发现使用频次较高且居前10位中药为川芎、地龙、当归、黄芪、丹参、红花、半夏、桃仁、天麻、赤芍。详见表1。

2.3 性味归经

依据《中药学》[16]及《中华人民共和国药典》[17]对药方组成药物的性味归经进行统计分析,发现在药物四气方面,温性最多,其次为平性、寒性等;在药物五味方面,以苦味、甘味、辛味为主;在药物归经方面,归肝经最多,其次为脾经、心经、肺经等。详见表2~表4。

2.4 药物功效

依据《中药学》[16]及《中华人民共和国药典》[17]对药方组成药物的功效进行统计,发现使用频次居前10位的药物功效为活血化瘀、润肠通便、祛风止痛、燥湿化痰、活血行气、活血通络等。详见表5。

2.5 药物关联

在筛选出的ACI药方中,对药方组成药物进行关联分析,根据关联规则,支持度表示两种药物同时出现的频率,置信度表示一种药物出现的前提下另外一种药物的出现概率,提升度则表示关联规则中的两种药物的相关性,提升度>1.00且越高表明正相关性越高。本研究根据关联规则,设置支持度≥0.20、置信度≥0.50、提升度>1.00,筛选出22个药物关联,如“当归-川芎”“川芎-地龙”“黄芪-川芎”等。详见表6。

2.6 药物聚类

在筛选出的ACI药方中,对药方组成药物使用频次≥40次的24味高频中药进行聚类分析,距离类型为欧式距离,表示多维空间中点与点之间的几何距离,聚类方法为最长距离法,表示类与类之间的距离为他们之间两个最远样品之间的距离。根据聚类结果,结合临证用药实际情况,以分组距离>12.5为界将其聚类为5类较为合适,可客观反映出ACI用药分类,第Ⅰ类:川芎、当归、黄芪;第Ⅱ类:地龙、赤芍、红花、桃仁;第Ⅲ类:水蛭、胆南星、大黄;第Ⅳ类:丹参、天麻、半夏、茯苓、白术;第Ⅴ类:甘草、石菖蒲、牛膝、全蝎、僵蚕、陈皮、枳实、瓜蒌、郁金。详见图1。

2.7 核心方药组成

在筛选出的ACI药方中,对药方组成药物进行复杂网络分析,一种基于统计模型的显著边发现方法,可抽取核心的处方网络,留下在网络中认为是重要的边,而边的节点便是核心药方组成药物,依次相互连接,构建出一个立体三维的核心方药组成。本研究基于多尺度的Backbone网络算法,设定置信度≥0.50,边权重≥75,可筛选出治疗ACI的核心组方为川芎、当归、地龙、桃仁、红花、赤芍、黄芪、丹参、甘草。详见表7、图2。

3 讨 论

在筛选出的ACI藥方组成中,涉及211味中药,川芎、地龙、当归、黄芪、丹参、红花、半夏、桃仁、天麻、赤芍等药使用频次较高,其中川芎理气活血、行气开郁、去瘀生新,《本草择要纲目》言其:“治一切气,一切血,破宿血,养新血”,研究显示,川芎具有抗凝血、抗动脉粥样硬化、细胞保护等作用[23]。地龙通经走络,疏通血脉,祛除实邪痹阻,《得配本草》言其:“能引诸药直达病所”,“除风湿痰结,破血结”,研究显示,地龙具有抗血栓、抑制血小板聚集与活化、改善微循环、调节血脂代谢、促进神经再生、改善神经功能等作用[24-25]。当归活血养血、润肠通便,《神农本草经疏》言其:“活血补血之要药”,《本草征要》言其:“去瘀生新,舒筋润肠”,研究显示,当归可抑制血小板凝聚、抗动脉粥样硬化、改善缺血性脑损伤[26]。黄芪益气固本,可扶正祛邪,调节实邪损正状态,《本草经集注》言其:“逐五脏间恶血,补丈夫虚损,五劳羸瘦”,研究显示,黄芪有效成分对缺血性脑卒中导致的神经损伤、炎症反应具有改善作用[27]。丹参活血补血、化瘀通脉,《本草分经》言其:“去瘀生新,调经补血,治血虚血瘀之症”,研究显示,丹参有效成分治疗ACI疗效确切[28],其通过抗凝、抗炎、抗血栓形成、扩张血管、修复受损血管内皮细胞等发挥治疗作用[29]。红花具活血调经、化瘀通脉,《本草征要》言其:“通调血脉,去瘀生新”,《本草易读》言其:“通经脉之滞瘀”,研究显示,红花有效成分可以提高ACI的治疗有效率[30],其通过扩张血管、改善微循环、抑制血栓形成、保护神经元等改善神经功能缺损[31]。而桃仁具有活血润肠之功,《本草征要》言其:“破诸经之血瘀,润大肠之血燥”,研究显示,桃仁有效成分具有保护心脑血管、保护神经、抑制动脉粥样硬化等作用[32]。半夏性味辛温,具有燥湿化痰之功,《本草备要》言其:“燥湿痰,宣通阴阳”,天麻性味甘平,具有通补之效,可祛风通络、强筋利腰膝,如《本草征要》言其主治:“麻痹不仁,语言蹇涩,腰膝软疼”,而研究显示以半夏与天麻为主药组成的半夏白术天麻汤可有效改善ACI病人神经功能缺损,提高生活质量[33]。赤芍活血化瘀、凉血散瘀,《本草经集注》言其:“除血痹,破坚积,通顺血脉,散恶血,逐贼血”,研究显示,赤芍具有保护神经细胞、清除自由基、改善微循环、抗动脉粥样硬化、改善脑缺血等作用[34]。综上所述,ACI药方组成中的高频药物作用功效明确,整体围绕ACI核心病机要素“瘀、痰、虚、滞”进行论治,以活血化瘀、调脉通络为主基调,辅以祛除夹杂之邪,药物作用机制相对清晰,研究证据相对充实,赋予了中医药辨治ACI的现代科学内涵,为后续研究提供了翔实的数据参考。

在筛选出的ACI药方中,其组成药物的性味多以辛温、苦温、甘温、甘平为主,因辛能行能散、苦能泄能燥、甘能缓能益,反映出ACI病机以邪实为主,兼夹正虚,气血郁滞,血脉不通,络脉闭阻,故需辛温行气活血,苦温燥湿化痰,甘温、甘平益气养血,扶正祛邪;在药物归经方面,以肝经为主,其次为脾经、心经、肺经等,反映出ACI的发生多与气血失调相关。此外,对药物进行关联分析,发现药物关联有当归与川芎、川芎与地龙、黄芪与川芎、红花与川芎、桃仁与红花等,体现了理气活血、养血活血、活血通络、活血润肠、益气活血等治法为辨治ACI的常规思路,研究显示,上述关联药物对ACI的治疗具有多成分、多靶点、多途径的作用优势,如当归与川芎通过甲状腺激素(thyroid hormone)、神经营养因子(neurotrophin)、丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)等信号通路,发挥治疗脑梗死的作用[35];黄芪与川芎通过多靶点参与调节一氧化氮(NO)生物合成、细胞凋亡、炎症及免疫反应等,发挥改善脑梗死病理损伤的作用[36]。而对ACI药方组成的高频中药进行聚类分析,可获得5类核心药物组合,第Ⅰ类:川芎、当归、黄芪以行气活血、益气活血、扶正祛邪;第Ⅱ类:地龙、赤芍、红花、桃仁以活血通脉、化瘀通络;第Ⅲ类:水蛭、胆南星、大黄以活血通络、化痰通腑;第Ⅳ类:丹参、天麻、半夏、茯苓、白术以活血化瘀、燥湿化痰;第Ⅴ类:甘草、石菖蒲、牛膝、全蝎、僵蚕、陈皮、枳实、瓜蒌、郁金以活血祛痰、化浊开窍、调脉通络。此外,对药方组成的药物进行复杂网络分析,筛选出治疗ACI的核心组方:川芎、当归、地龙、桃仁、红花、赤芍、黄芪、丹参、甘草,其由9味高频中药组成,具有四物汤、桃红四物汤、丹参饮、补阳还五汤等方药加减化裁之意,全方论治标本兼顾,通补兼施,抓住瘀、虚、滞等核心病机要素,以川芎理气活血,当归、丹参养血活血,黄芪、当归益气活血,桃仁、当归润肠通腑,红花、赤芍活血通经,甘草调和诸药、清解瘀毒,同时佐以地龙通络走窜,搜络剔邪,疏通脑络。可见,ACI核心处方配伍严谨,论治合理,可为ACI的临床辨治提供一定参考。

中医药辨治疾病基于理法方药的不断系统总结,经过理论与实践的相互融合,反复临床验证,使得更多行之有效的临床方药得以继承发扬,从而发挥了中医药独特的治病疗效,而ACI的随机对照临床研究,通过试验总结出大量宝贵的中医药治疗ACI的有效方药,因此,本研究筛选纳入中医药治疗ACI的随机对照临床研究有效方药,运用古今医案云平台对其进行数据挖掘,分析药方配伍规律,提取出核心处方,对ACI的临床治疗与研究具有一定指导意义。因目前ACI的随机对照试验中对选定的中医证型判定标准不一,不具有统一性与规范性,故本研究未对其进行纳入分析,仅对药方组成药物进行了整理挖掘,以期通过药物组成分析,以药测证、以药测机、以药测法,一定程度上可为中医药辨治ACI提供参考。因本研究挖掘的数据范围为随机对照临床研究,探究出的用药规律在一定程度上具有一定的局限性,难以概括整个中医药辨治ACI的用药规律,如本研究提取出的核心组方反映出血瘀是ACI核心病机,活血化瘀是其关键治法,但无法反映出ACI兼夹的其他病机,如肝阳上亢、毒损脑络等,对此,为全面系统展示中医药辨治ACI的用药规律及理法方药体系,后续研究可在此基础上扩大古今文献范围,以及引入更加多元的现代数理统计学方法,进行更加翔实的挖掘分析,不断充实研究内容,为ACI的临床治疗及相关研究提供更广阔的思路与有力支撑。

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(收稿日期:2022-12-08)

(本文编辑郭怀印)

基金项目 国家中医药管理局中医药传承与创新“百千万”人才工程(岐黄学者)—国家中医药领军人才支持计划项目(2018年);国家中医药管理局中医药创新团队及人才支持计划项目(No.ZYYCXTD-C-202007);中国中医科学院中医药防治脑病传承创新团队(No.CI2021B006);中国中医科学院科技创新工程项目(No.CI2021A01301)

通讯作者 张允岭,E-mail:yunlingzhang2004@126.com

引用信息 刘红喜,梁晓,魏竞竞,等.中医药治疗急性脑梗死用药规律的数据挖掘研究[J].中西医结合心脑血管病杂志,2024,22(1):32-37.

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