金燕萍 吳嘉瑞 張 冰 楊 冰 周 唯 張曉朦

(北京中醫(yī)藥大學(xué)，北京，100102)

思路與方法

基于關(guān)聯(lián)規(guī)則與熵聚類的健脾類中成藥組方規(guī)律研究

金燕萍 吳嘉瑞 張 冰 楊 冰 周 唯 張曉朦

(北京中醫(yī)藥大學(xué)，北京，100102)

目的：探討常用健脾類中成藥組方規(guī)律。方法：收錄《新編國家中成藥》中的健脾類中成藥處方，采用關(guān)聯(lián)規(guī)則Apriori算法和復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類等方法，確定處方中藥物的使用頻次及藥物之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則等。結(jié)果：高頻次藥物包括茯苓、白術(shù)、甘草、黨參、陳皮等；高頻次藥物組合包括“白術(shù)、茯苓”“甘草、茯苓”“甘草、白術(shù)”等；置信度較高的關(guān)聯(lián)規(guī)則包括“陳皮->白扁豆”“陳皮->半夏”等。結(jié)論：處方用藥中除常見的健脾類中藥外，尚包括具有健脾作用的部分理氣藥、消食藥及其他類藥物。

健脾藥；關(guān)聯(lián)規(guī)則；熵聚類

《脾胃論·脾胃勝衰論》中提出：“百病皆由脾胃衰而生也，內(nèi)傷脾胃，百病由生。[1]”中醫(yī)理論認(rèn)為“脾胃為后天之本”“氣血生化之源”。臨床上脾病證候分虛實兩種，其證候包括脾氣虛證、脾虛氣陷證、脾不統(tǒng)血證、脾陽虛證等4個虛證及寒濕困脾證、濕熱蘊(yùn)脾證2個實證[2-3]，所以健脾藥又分理氣健脾、化濕健脾、消食健脾等。理氣健脾者如陳皮、枳實等，多用于脾胃氣滯之證，多與消導(dǎo)藥合用；化濕健脾者如蒼術(shù)、厚樸、砂仁等，多用于濕濁內(nèi)阻，脾胃濕困，運(yùn)化失常所致的脘腹痞滿、食少體倦等癥；消食健脾者如山楂、神曲、麥芽等，具消食化積、健脾開胃，和中之功。健脾類中成藥種類較多，除上述常見的理氣健脾、化濕健脾以及消食健脾外，還有諸多其他類別藥物，如健脾安神、健脾補(bǔ)腎、健脾止瀉等，而其配伍規(guī)律值得深入探討。本研究收集《新編國家中成藥》中的健脾類中成藥處方，在構(gòu)建數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，應(yīng)用關(guān)聯(lián)規(guī)則和熵聚類算法進(jìn)行處方用藥規(guī)律的研究[4-5]。

1 資料與方法

1.1 處方來源與篩選 本研究以《新編國家中成藥》(第二版)[6]為來源，共篩選出健脾藥處方393首。

1.2 分析軟件 “中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)(V2.0)”軟件，中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所提供。該系統(tǒng)圍繞中醫(yī)藥繼承、發(fā)展、傳播和創(chuàng)新4個核心問題，集數(shù)據(jù)收集、管理、分析等為一體，有效實現(xiàn)了疾病、證候、中藥、方劑、醫(yī)案及其相關(guān)信息的管理、檢索、分析等功能，在中醫(yī)臨床經(jīng)驗傳承與學(xué)習(xí)、新藥研發(fā)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值[7-8]。

1.3 方劑的錄入與核對 將篩選后的處方錄入“中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)(V2.0)”數(shù)據(jù)管理模塊中的“方劑管理”，由雙人負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的審核，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，建立關(guān)于補(bǔ)氣類中成藥的方劑數(shù)據(jù)庫。然后通過中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分析模塊中的“方劑分析”進(jìn)行統(tǒng)計分析，包括藥物頻次統(tǒng)計、組方規(guī)律分析、新方分析。對于方劑中所出現(xiàn)的生(炒)白術(shù)、炙甘草等藥名，為避免藥物出現(xiàn)頻次降低從而影響關(guān)聯(lián)性，參照2010版《中國藥典》規(guī)范統(tǒng)一錄入為白術(shù)、甘草等[9]。

1.4 數(shù)據(jù)分析 通過“中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)”中“數(shù)據(jù)分析”模塊中“方劑分析”功能進(jìn)行組方規(guī)律分析。通過系統(tǒng)“數(shù)據(jù)查詢”功能，提取出錄入的394首健脾方劑。然后點(diǎn)擊相應(yīng)功能按鈕進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，包括藥物頻次統(tǒng)計、組方規(guī)律分析、新方分析。

2 結(jié)果

2.1 用藥頻次 將藥物按使用頻次從高到低進(jìn)行排序，前三位分別是茯苓、白術(shù)和甘草，頻次前30位的藥物情況見表1。

表1 處方中使用頻次前30位的藥物情況表

2.2 基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的組方規(guī)律分析 按照藥物組合出現(xiàn)頻次由高到低排序，前3位分別是“白術(shù)、茯苓”“甘草、茯苓”“甘草、白術(shù)”，出現(xiàn)頻次50次以上的藥物組合見表2。在支持度個數(shù)為50，置信度≥0.6條件下，分析所得藥對的用藥規(guī)則，結(jié)果見表3，關(guān)聯(lián)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)圖見圖1。

表2 處方中高頻次藥物組合情況表

表3 處方中藥物組合關(guān)聯(lián)規(guī)則(置信度≥0.6)

圖1 支持度個數(shù)為50，置信度為0.6條件下的關(guān)聯(lián)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)展示圖

2.3 基于熵聚類的方劑組方規(guī)律分析

2.3.1 基于改進(jìn)的互信息法的藥物間關(guān)聯(lián)度分析 依據(jù)處方數(shù)量，結(jié)合經(jīng)驗判斷和不同參數(shù)提取數(shù)據(jù)的預(yù)讀，設(shè)置相關(guān)度為8，懲罰度為4，進(jìn)行聚類分析，得到處方中兩兩藥物間的關(guān)聯(lián)度，將關(guān)聯(lián)系數(shù)0.02以上的藥對列表，見表4。

表4 基于改進(jìn)的互信息法的藥物間關(guān)聯(lián)度分析

2.3.2 基于復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類的藥物核心組合與新處方分析 以改進(jìn)的互信息法的藥物間關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果為基礎(chǔ)，按照相關(guān)度與懲罰度約束，基于復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類，演化出3～4味藥物核心組合，具體見表5。在核心組合提取的基礎(chǔ)上，運(yùn)用無監(jiān)督熵層次聚類算法，得到13個新處方，具體見表6。

表5 基于復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類的藥物核心組合

表6 基于熵層次聚類的新處方

3 討論

本研究應(yīng)用關(guān)聯(lián)規(guī)則和聚類算法系統(tǒng)分析了《新編國家中成藥》中健脾類中成藥的用藥規(guī)律。以下結(jié)合研究結(jié)果，對處方中高頻次藥物進(jìn)行分析。茯苓是出現(xiàn)頻次最高的單味中藥，其味甘淡，性平，歸心脾腎經(jīng)，功能利水滲濕，健脾寧心。常用治療心脾兩虛，氣血不足之心悸，失眠，健忘等癥。白術(shù)出現(xiàn)頻次僅次于茯苓，其味甘苦，性溫，歸脾胃經(jīng)。功能益氣健脾，燥濕利水，安胎。其主歸脾胃經(jīng)，以健脾、燥濕為主要作用，被譽(yù)為“脾臟補(bǔ)氣健脾第一要藥”，常用治脾氣虛證，氣虛自汗以及脾虛所致的胎動不安等癥。甘草其味甘性平，歸心肺脾胃經(jīng)，其善入中焦，具有補(bǔ)氣健脾之功，可配伍人參、白術(shù)等用于脾氣虛弱之證；且有緩急止痛、調(diào)和諸藥的功效。黨參味甘，性平，歸脾肺經(jīng)。其不燥不膩，藥力緩和，長于補(bǔ)脾氣，益肺氣，功似人參而力弱，又善益氣生津養(yǎng)血，脾肺氣虛及氣血不足者宜之。陳皮辛行溫通，有行氣止痛，健脾和中之功，又苦溫而燥，故多用于治療中焦寒濕脾胃氣滯，脘腹脹痛等癥。

本研究所得的藥物間關(guān)聯(lián)規(guī)則有助于分析藥物間的關(guān)聯(lián)程度，如“白術(shù)，陳皮->茯苓”(置信度為0.807 7)含義為，處方中有白術(shù)、陳皮時，有茯苓的概率為80.77%；“甘草，白術(shù)->茯苓”(置信度為0.804 6)含義為，處方中有甘草、白術(shù)時，有茯苓的概率為80.46%；“茯苓，黨參->白術(shù)”(置信度為0.797 3)含義為，處方中有茯苓、黨參時，有白術(shù)的概率為79.73%。又如關(guān)聯(lián)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)圖中共10味藥物，這些藥物以四君子湯為底方，益氣健脾為主，并針對不同的脾虛證進(jìn)行加減。如加入蓮子肉、砂仁、薏苡仁等而成參苓白術(shù)散治療脾虛濕盛證；又如配伍車前子、蒼術(shù)、柴胡等組成完帶湯，治療肝郁脾虛證等?？梢娭谐伤幪幏街懈哧P(guān)聯(lián)度藥物組合與中醫(yī)經(jīng)典名方的一致性，這也在一定程度上體現(xiàn)了中醫(yī)理論的傳承與延續(xù)。

再者本研究應(yīng)用復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類方法得出的新處方不乏啟迪意義，《景岳全書》所說：“或先傷于氣，氣傷必及于精；或先傷于精，精傷必及于氣?！薄捌⑻摷澳I”是臨床上常見的證型[10]。如“何首烏、黃芪、當(dāng)歸、枸杞子、山茱萸”的新處方，在補(bǔ)氣健脾的基礎(chǔ)上，平補(bǔ)腎精肝血。脾喜燥而惡濕，如“木香，檳榔，滑石，厚樸，砂仁，廣藿香”的配伍處方，木香健脾消食，檳榔殺蟲消積，滑石清熱利尿，厚樸下氣燥濕，砂仁化濕行氣，藿香滑石解暑，故諸藥合用既能化濕解暑，健脾行氣之功。

綜上，本研究應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘方法對《新編國家中成藥》中的健脾類處方用藥規(guī)律進(jìn)行研究，獲得了傳統(tǒng)統(tǒng)計學(xué)研究未獲得的新知識、新信息，為健脾類處方的深入挖掘和組方規(guī)律探尋提供了參考。當(dāng)然，應(yīng)用關(guān)聯(lián)規(guī)則和熵聚類研究得的組方規(guī)則等還需進(jìn)一步臨床驗證，數(shù)據(jù)挖掘方法亦有其局限性，需結(jié)合中醫(yī)藥理論與實踐綜合分析、評價[14-16]。

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(2014-12-17收稿 責(zé)任編輯：徐穎)

Analysis on Composition Rules of Chinese Patent Drugs with Tonifying Spleen Based on Association Rules and Clustering Algorithm

Jin Yanping, Wu Jiarui, Zhang Bing,Yang Bing, Zhou Wei, Zhang Xiaomeng

(BeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100102,China)

Objective:To investigate composition rules of Chinese patent drugs with tonifying spleen. Methods:The prescriptions of Chinese patent drugs with tonifying spleen in “The New National Medicine” were collected to build a database. The methods of association rules with apriori algorithm and complex system entropy cluster were used to achieve the frequency of medicines and association rules between drugs. Results:The data-mining results indicated that in the prescriptions of Chinese patent drugs with tonifying spleen, the most frequency used drugs were Poria Cocos Wolff, Rhizoma Atractylodis Macrocephalae, Radix Glycyrrhizae, Radix Codonopsitis, Pericarpium Citri Reticulatae. The most common drug combinations were” Rhizoma Atractylodis Macrocephalae, Poria Cocos Wolff”,” Radix Glycyrrhizae, Poria Cocos Wolff”,” Radix Glycyrrhizae, Rhizoma Atractylodis Macrocephalae”. The drugs with a high degree confidence coefficient of association rules include “Pericarpium Citri Reticulatae->Semen Dolichoris”, “Pericarpium Citri Reticulatae->Pinellia ternata”. Conclusion:There are not only the common drugs tonifying spleen, but also drugs regulating the flow of vital energy, removing obstruction toit, and helping digest.

Chinese patent drugs; Tonifying spleen; Association Rules; Clustering Algorithm

國家科技支撐計劃課題(編號：2007BAI10B01)；北京市中醫(yī)藥科技發(fā)展基金課題(編號：JJ-2010-70)；北京中醫(yī)藥大學(xué)科研創(chuàng)新團(tuán)隊項目資助(編號：2011-CXTD-14)；北京中醫(yī)藥大學(xué)“重點(diǎn)學(xué)科”開放課題(編號：2013-ZDXKKF-19)；北京市與中央在京高校共建項目(編號：BJGJ1420)；北京中醫(yī)藥大學(xué)與北京灸道堂中醫(yī)研究院橫向合作課題

金燕萍(1988.12—)，女，在讀研究生，從事臨床中藥學(xué)研究，E-mail：qingpingzhumeng@sina.com

吳嘉瑞(1977.1—)，男，博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，從事臨床中藥學(xué)研究，Tel：(010)84738662，E-mail:exogamy@163.com；張冰(1959.8—)，女，博士，教授，博士研究生導(dǎo)師，從事臨床中藥學(xué)研究，Tel：(010)84738662，E-mail:zhangbing@263.net

R289

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2015.10.039