盛野 呂曉東 龐立健
摘要 目的:分析《中國方劑數(shù)據(jù)庫》收錄治療便秘方劑組方用藥配伍規(guī)律,為臨床治療便秘提供研究依據(jù)。方法:選取并篩選《中國方劑數(shù)據(jù)庫》收錄治療便秘方劑,采用頻次分析、因子分析、系統(tǒng)聚類、關(guān)聯(lián)規(guī)則分析等數(shù)據(jù)挖掘方法對(duì)篩選方劑組方用藥進(jìn)行分析。結(jié)果:共篩選287首治療便秘的方劑,涉及中藥211味,出現(xiàn)頻數(shù)最高的單味藥為甘草(109次),其次為大黃(103次);因子分析可提取出25個(gè)主成分;聚類數(shù)目為5類時(shí)較好,常用藥物有大黃、黃芩、當(dāng)歸、芍藥、陳皮、木香、地黃、人參等,演化得到核心組合10個(gè);關(guān)聯(lián)分析顯示:大黃配伍黃芩、梔子;大黃配伍芒硝;甘草配伍梔子、黃芩;大黃配伍黃連為常用藥對(duì)。結(jié)論:《中國方劑數(shù)據(jù)庫》收錄治療便秘方劑藥類以補(bǔ)虛、解表、清熱、理氣、瀉下以及化痰平喘為主。而大黃→檳榔;當(dāng)歸→地黃;甘草→陳皮;羌活→防風(fēng);芍藥→當(dāng)歸值得進(jìn)一步討論。
關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)挖掘;便秘;配伍規(guī)律;系統(tǒng)聚類分析;關(guān)聯(lián)規(guī)則分析
Abstract Objective:To analyze the compatibility rule of Chinese Prescription Database in the treatment of constipation,and to provide basis for clinical treatment of constipation.Methods:Based on the screening of formula in the treatment of constipation in the Chinese Prescription Database,we collected and analyzed the prescription by frequency analysis,factor analysis,system clustering,association rule analysis and other data mining methods.Results:A total of 287 prescriptions for constipation were screened,involving 211 Chinese herbs,and the most frequent one was Radix Glycyrrhizae(109 times),followed by Radix et Rhizoma Rhei(103 times).Factor analysis can extract 25 principal components.The cluster number of 5 kinds was good,and commonly used drugs were Radix et Rhizoma Rhei,Radix Scutellariae,Radix Angelicae Sinensis,Paeonia Lactiflora,Pericarpium Citri Reticulatae,Radix Aucklandiae,Radix Rehmanniae Recens,Radix Ginseng,etc.,and 10 core combinations were obtained.The correlation analysis showed that Radix et Rhizoma Rhei combined with Radix Scutellariae and Fructus Gardeniae; Radix et Rhizoma Rhei with Natrii Sulfas; Radix Glycyrrhizae with Fructus Gardeniae and Radix Scutellariae; Radix et Rhizoma Rhei with Rhizoma Coptidis were known drug pair.Conclusion:The drugs of formula for constipation in Chinese Prescription Database were mainly tonifying deficiency,relieving superficies,clearing away heat,regulating qi,purging purgation and eliminating phlegm and relieving wheezing.And Radix et Rhizoma Rhei→ Semen Arecae; Radix Angelicae Sinensis→ Radix Rehmanniae Recens; Radix Glycyrrhizae→ Pericarpium Citri Reticulatae; Rhizoma et Radix Notopterygii→ Radix Saposhnikoviae; Paeonia Lactiflora→Radix Angelicae Sinensis are worthy of further discussion,which will provide some reference for the research and development of new drugs of TCM for constipation.
Key Words Data mining; Constipation; Formulating rules; Hierarchical clustering; Association rules
中圖分類號(hào):R243;R574文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:Adoi:10.3969/j.issn.1673-7202.2019.08.054
便秘是指大腸傳導(dǎo)功能失常,導(dǎo)致大便秘結(jié),排便周期延長;或周期不長,但糞質(zhì)干結(jié),排便困難;或糞質(zhì)不硬,雖有便意,但排出不暢的病證[1]?!饵S帝內(nèi)經(jīng)》首載便秘之癥,稱其為“后不利”“大便難”。漢·張仲景《傷寒雜病論》中將便秘稱為“脾約”。劉完素首倡實(shí)秘、虛秘之別,《素問病機(jī)氣宜保命集·瀉痢論》載:“凡臟腑之秘,不可一例治療,有虛秘,有實(shí)秘,胃實(shí)而秘者,能飲食小便赤……胃虛而秘者,不能飲食,小便清利”。而便秘一名首見于清代沈金鏊的著作《雜病源流犀燭》中,并沿用至今。絡(luò)脈從經(jīng)脈分出后,逐級(jí)細(xì)分為別絡(luò)至纏絡(luò)、系絡(luò)直至其末端孫絡(luò)。隨著絡(luò)脈分支愈加細(xì)窄遷曲,絡(luò)中氣血的運(yùn)行漸趨緩慢,一旦邪客絡(luò)脈,絡(luò)中氣血的輸布環(huán)流將受到影響,易致絡(luò)脈瘀滯狀態(tài)。氣化功能失常,絡(luò)氣郁滯,或絡(luò)氣虛乏推運(yùn)無力而滯,氣化不利則津凝為痰,氣失流暢則血行澀滯,痰瘀阻滯,絡(luò)脈由滯到瘀,氣血瘀塞不通。痰瘀阻絡(luò)進(jìn)一步影響氣的升降出入運(yùn)動(dòng)而加重氣滯。大腸傳化功能的正常運(yùn)行以及大便的通暢調(diào)合依賴于氣機(jī)運(yùn)行的調(diào)暢。例如肺主一身之氣,與大腸相表里,若肺氣失宜,壅滯不降,大腸傳導(dǎo)阻滯則發(fā)為便秘。中藥方劑是中醫(yī)治療的主要手段,基于博大而深厚的傳統(tǒng)理論,其組成配伍規(guī)律龐雜多變。目前,基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)中醫(yī)藥方劑的研究主要集中于藥證結(jié)合、中藥組合、方劑配伍以及核心方藥的發(fā)現(xiàn)方面。
基于絡(luò)病理論,我們以國家人口與健康科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)和中國中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)藥信息研究所提供的《中國方劑數(shù)據(jù)庫》為檢索數(shù)據(jù)庫,應(yīng)用頻數(shù)分析、因子分析[2]、系統(tǒng)算法聚類分析[3]以及Apriori算法關(guān)聯(lián)規(guī)則分析[4]等數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)治療便秘方劑進(jìn)行中藥組方用藥配伍規(guī)律分析,篩選所有便秘方劑中涉及的高頻中藥并從其藥性、四氣五味、歸經(jīng)配伍特點(diǎn)等方面加以探討和研究,以期為治療便秘方劑的理論知識(shí)及臨床治療便秘的組方用藥提供思路,進(jìn)而提高臨床治療效果。
1 資料與方法
1.1 數(shù)據(jù)來源
選取國家人口與健康科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)和中國中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)藥信息研究所提供的《中國方劑數(shù)據(jù)庫》中的方劑專題服務(wù)數(shù)據(jù),包括方劑名稱、藥物組成、功效、主治。
1.2 數(shù)據(jù)篩選
以《中國方劑數(shù)據(jù)庫》中的方劑專題服務(wù)數(shù)據(jù)為檢索數(shù)據(jù)庫,以方劑的主治、功效為依據(jù),主治中明確載有脾約、閉、陰結(jié)、陽結(jié)、虛秘、氣秘、風(fēng)秘、熱密、寒秘、大便不利、大便不通等字樣者,或證候表現(xiàn)具有便秘癥狀者均在收錄之列。對(duì)于方劑主治過于龐雜且組方用藥對(duì)便秘缺乏針對(duì)性的條目,原則上不予以收錄。
1.3 中藥名稱規(guī)范
參照《中藥別名速查大辭典》[5]對(duì)中藥別名及俗稱予以規(guī)范;參照全國高等中醫(yī)藥院?!笆濉币?guī)劃教材《中藥學(xué)》[6]《中藥大辭典》[7]內(nèi)容予以規(guī)范,并對(duì)其中藥功效進(jìn)行歸類。具體包括以下幾個(gè)方面:1)中藥別名和俗稱:如樸硝歸為芒硝,錦紋歸為大黃等;2)中藥合寫或出現(xiàn)方劑名:如三白湯、三黃湯、梔子豉湯、六一散等將其補(bǔ)全;3)中藥炮制或產(chǎn)地名稱:如茅蒼術(shù)、北蒼術(shù)歸為蒼術(shù),漢防己歸為防己,南木香歸為木香,川柴胡歸為柴胡等;4)藥名書寫不規(guī)范或方劑組成相同:如將訶子歸為訶梨勒等。中藥名稱規(guī)范化處理見附表1。
1.4 數(shù)據(jù)錄入
將所納入方劑按照表1格式進(jìn)行錄入,如果該方劑內(nèi)含有此味中藥則記錄為“1”,反之,沒有此味中藥則為“0”。進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則分析時(shí),須將表1的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換,即將“1”“0”分別用“T”“F”替代并保存。
1.5 數(shù)據(jù)分析
應(yīng)用頻數(shù)及高頻藥物頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析便秘方劑所有組成中藥的構(gòu)成情況,出現(xiàn)頻數(shù)按照從高到低的順序排序;應(yīng)用因子分析挖掘高頻藥物的特征值、貢獻(xiàn)率和綜合得分;采用聚類分析中的系統(tǒng)聚類算法挖掘治療便秘方劑的常用中藥;采用關(guān)聯(lián)規(guī)則分析中的Apriori算法挖掘高頻中藥藥對(duì)之間的配伍關(guān)系。
2 結(jié)果
2.1 藥物使用頻次、頻率分析
按照上述標(biāo)準(zhǔn)篩選后,得到明確可用于治療便秘的方劑共287首,其中涉及中藥211味,藥物使用總頻數(shù)達(dá)2 535次。通過頻數(shù)頻率統(tǒng)計(jì),單味藥中使用頻率最高的是甘草,共使用109次,使用頻率為4.30%;大黃次之,共使用103次,使用頻率為4.06%。使用頻率排列前10位的中藥依次為:甘草、大黃、黃芩、當(dāng)歸、芍藥、陳皮、木香、地黃、桂枝、枳實(shí)。以單味藥使用頻數(shù)≥平均頻數(shù)(使用頻數(shù)≥12次)的69味中藥為本次數(shù)據(jù)挖掘的高頻藥物。見表2。
2.2 高頻藥物性味、歸經(jīng)分析
按照《中藥學(xué)》與《中藥大辭典》統(tǒng)計(jì)高頻藥物四氣、五味及歸經(jīng)的頻數(shù)頻率。見表4、表5、表6。其中,溫性藥物使用頻率最高,達(dá)26.64%;寒性藥物次之,達(dá)20.87%。五味屬性中,辛味、苦味、甘味藥物使用頻數(shù)最高,均大于500次,其使用頻率依次為33.38%,31.79%,21.58%,累計(jì)頻率超過80%。歸經(jīng)屬性中排列前5位的為脾經(jīng)、肺經(jīng)、胃經(jīng)、肝經(jīng)、心經(jīng)。
2.3 高頻藥類使用頻數(shù)、頻率分析
將高頻藥物按照《中藥學(xué)》與《中藥大辭典》的藥物分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類,共得到藥物類別16項(xiàng),總頻數(shù)為1 958次。見表3。由表3可見,補(bǔ)虛藥使用頻數(shù)最高,達(dá)331次,占總使用頻數(shù)的17.50%;解表藥次之,使用頻數(shù)達(dá)305次,占總使用頻數(shù)的16.13%;清熱藥使用頻數(shù)達(dá)295次,占總使用頻數(shù)的15.60%,位居第3位。使用頻率排列前6的藥類依次為:補(bǔ)虛藥、解表藥、清熱藥、理氣藥、化痰止咳平喘藥、瀉下藥,在高頻藥物的累計(jì)頻率中高達(dá)79.00%,可見歷代治療便秘的方劑涉及的藥物種類、數(shù)量均較廣泛,具體用藥則較為集中。
2.4 因子分析結(jié)果
運(yùn)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)高頻藥物進(jìn)行因子分析,首先進(jìn)行KMO和Bartlett的檢驗(yàn)。見表7。KMO統(tǒng)計(jì)量為0.715(>0.5),Bartlett球形檢驗(yàn)P=0.000(<≈0.05),說明藥物間相關(guān)程度較好,適合做因子分析。前25個(gè)公因子累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)71.141%,說明可以用該25個(gè)公因子進(jìn)行代替。見表8。運(yùn)用最大方差法(即具有Kaiser標(biāo)準(zhǔn)化的正交旋轉(zhuǎn)法)進(jìn)行旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)在25次迭代后收斂,得到相對(duì)較好效果,提取出各公因子中載荷量>0.4者,若提出的變量在多個(gè)公因子中同時(shí)出現(xiàn),說明其不能作為公因子代表,宜排除,得出結(jié)果:黃連(0.694)、梔子(0.685)、黃柏(0.679)、天花粉(0.664)、連翹(0.565)、玄參(0.514)在第一因子P1上有較高的載荷;白僵蠶(0.824)、天麻(0.784)、麝香(0.574)在第二因子P2上有較高的載荷;荊芥(0.729)、蒼術(shù)(0.643)、葛根(0.632)在第三因子P3上有較高的載荷,以此類推,詳見附表3。由旋轉(zhuǎn)成分矩陣可寫出每個(gè)成分的因子表達(dá)式,BX1=0.334×F1+0.111×F2+0.238×F3-0.173×F4-0.076×F5+……+0.180×F21+0.029×F22+0.182×F23+0.029×F24-0.211×F25。以此類推,可以得到其余BX2~BX69的表達(dá)式。依據(jù)個(gè)體因子F1中每個(gè)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù),得到個(gè)體因子F1的表達(dá)式,F(xiàn)1=-0.058×BX1+0.072×BF2+0.105×BX3+0.056×BX4-0.073×BX5+……+0.214×BX64-0.057×BX65-0.016×BX66-0.001×BX67-0.051×BX68+0.073×BX69。以此類推,可以得到其余F2~F25的表達(dá)式。碎石圖見圖1,旋轉(zhuǎn)載荷見圖2。
2.5 系統(tǒng)聚類分析結(jié)果
運(yùn)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)高頻藥物進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析,聚類方法為Ward法,變量間距離定義使用平方Euclidean距離,聚類結(jié)果見圖3。將結(jié)果聚為5大類較為合理,分別是第1類:大黃、甘草;第2類:1組:當(dāng)歸、地黃、芍藥;2組:人參、白術(shù)、茯苓;3組:羌活、防風(fēng)、川芎、桂枝;第3類:1組:黃連、黃柏;2組:梔子,桔梗,柴胡;3組:黃芩;第4類:1組:陳皮、木香;2組:香附、沉香、青皮、枳實(shí)、檳榔、厚樸;3組:枳殼、半夏;第五類:1組:芒硝、麥冬;2組:其他。演化得到10個(gè)核心組合結(jié)果見表9。
2.6 關(guān)聯(lián)規(guī)則分析結(jié)果
運(yùn)用SPSS 14.2統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行高頻藥物的關(guān)聯(lián)規(guī)則分析,設(shè)置參數(shù):最低條件支持度=10%,最小規(guī)則置信度=55%,最終得到藥物組合共32組,并據(jù)此分析結(jié)果進(jìn)一步繪制出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)圖。見表10和圖4。分析可知,在2味藥的關(guān)聯(lián)規(guī)則中,甘草→黃芩和大黃→黃芩的支持度均為23.34%,并列第1位,其中甘草→黃芩的置信度更高,為58.21%,大黃→黃芩的置信度相對(duì)稍低,為56.72%;甘草→芍藥的支持度為18.47%,置信度為67.92%,排列第3位。在3味藥的關(guān)聯(lián)規(guī)則中,大黃→黃芩、甘草的支持度最高,達(dá)18.47%,其置信度為67.92%;梔子→黃芩、大黃的支持度次之,達(dá)13.24%,其置信度為65.79%。
3 討論
《蘭室秘藏·大便結(jié)燥門》載:“若饑飽失節(jié),勞役過度,損傷胃氣,及食辛熱味厚之物,而助火邪,伏于血中,耗散真陰,津液虧少,故大便結(jié)燥”;《扁鵲心書·便秘》載:“老人氣虛,及婦人產(chǎn)后血少,致津液不行,不得通流,故大便常結(jié)”?!睹t(yī)雜著》載:“證屬形氣病,形氣俱不足,脾胃虛弱,津血枯涸而大便難爾”。由此可見陰陽氣血不足均是導(dǎo)致便秘的內(nèi)在基礎(chǔ),感受外邪是便秘發(fā)生的外在條件,熱結(jié)、氣滯、寒凝、津液耗傷為其病因根本,病位首在大腸,并同時(shí)與肺、脾、胃、肝、腎等臟腑關(guān)系密切。本研究依據(jù)國家人口與健康科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)提供的方劑專題服務(wù)數(shù)據(jù),篩選出與便秘相關(guān)的287首方劑,采用頻數(shù)分析、因子分析、系統(tǒng)聚類、關(guān)聯(lián)規(guī)則分析等數(shù)據(jù)挖掘方法,運(yùn)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件與SPSS 14.2統(tǒng)計(jì)軟件等數(shù)據(jù)挖掘軟件總結(jié)出治療便秘的方劑用藥及配伍規(guī)律,以期為便秘的臨床治療提供思路。
3.1 中藥頻數(shù)分析
通過對(duì)治療便秘287首方劑所涉及到的69味高頻藥物用藥分析可見,方劑中所涉及到的藥物分類主要以補(bǔ)虛藥、瀉下藥、理氣藥、解表藥化痰平喘藥以及活血化瘀藥等為主。單味藥使用頻數(shù)≥50的藥物有甘草、大黃、黃芩、當(dāng)歸、芍藥以及陳皮。上述藥物分類以及單味藥的使用基本能夠體現(xiàn)歷代醫(yī)家對(duì)便秘相關(guān)用藥規(guī)律的認(rèn)識(shí)。飲食不節(jié)、勞役過度、脾胃氣虛等導(dǎo)致大腸通降失調(diào),造成傳導(dǎo)不利是便秘的基本病機(jī)。在便秘的發(fā)展過程中,熱盛津傷占有主要影響地位[8]。此外,胃腸虛寒和肺臟功能失調(diào)亦是導(dǎo)致便秘的原因之一。因此,便秘治療時(shí)以潤腸清熱為基本原則,又可根據(jù)病性的虛實(shí),分別予以瀉熱、溫散、通導(dǎo)、益氣溫陽或是滋陰養(yǎng)血之法。通過對(duì)287首治療便秘方劑用藥規(guī)律的研究顯示,其結(jié)果恰如《景岳全書·秘結(jié)》曰:“陽結(jié)證,必因邪火有余,以致津液干燥。大腸熱盛,燥屎內(nèi)結(jié)。瀉下熱結(jié),熱去結(jié)散便通”。用藥多以補(bǔ)陰藥、瀉下藥為主。又如《傷寒名案選新注》載李士材醫(yī)案:“治吳君明,傷寒六日,譫語狂笑,頭痛有汗,大便不通,小便自利。方今仲冬,宜與桂枝湯……明日大便自通”巧用解表藥治療便秘[9]。清·陳士鐸《石室秘錄·大便閉結(jié)》云:“大便閉結(jié)者,人以為大腸燥甚,誰知是肺氣燥乎?肺燥則清肅之氣不能下行于大腸”[10]。明確指出便秘與肺有關(guān),用藥多以化痰平喘藥與理氣藥等為主,契合便秘的治療理念。就使用頻數(shù)較高的藥類分析來看,補(bǔ)虛藥使用頻次最高,其中以補(bǔ)氣、補(bǔ)血藥為主,代表藥為當(dāng)歸、芍藥、人參、白術(shù)、甘草等。解表藥緊隨其次,以桂枝、羌活和柴胡等藥物為主。瀉下藥以大黃和芒硝等攻下藥為主。清熱藥、理氣藥、化痰止咳平喘藥、利水滲濕藥以及活血化瘀藥的使用頻率也較高,具有一定的研究意義。因此便秘治療總以扶正祛邪,恢復(fù)大腸傳導(dǎo)功能為主。在便秘治療中,補(bǔ)虛藥與解表藥占有重要地位,常配伍清熱藥,輔以理氣、化痰、瀉下藥使用。
3.2 因子分析
因子分析的目標(biāo)是通過發(fā)掘隱藏在數(shù)據(jù)下的一組較少的、更為基本的無法觀測的變量,來解釋一組可觀測變量的相關(guān)性。這些虛擬的、無法觀測的變量稱作因子(每個(gè)因子被認(rèn)為可解釋多個(gè)觀測變量間共有的方差,因此準(zhǔn)確來說,他們應(yīng)該稱作公共因子)[11]。利用因子分析的意義在于比較分析治療便秘方劑中的藥物組方規(guī)律,通過因子載荷系數(shù)篩選出在治療便秘中發(fā)揮功效的主要中藥類別及單味中藥。本研究顯示,KMO統(tǒng)計(jì)量=0.715(滿足>0.5的檢測標(biāo)準(zhǔn)),由于提取主成分過多導(dǎo)致前25個(gè)主成分(F1~F25)對(duì)應(yīng)的特征根介于1.273與3.760之間,彼此區(qū)別不是很大,不能很好的解釋原始變量,概其原由是治療便秘方劑過于龐雜所致。參照附表3,對(duì)25個(gè)主成分初步提取,例如黃連(0.694)、梔子(0.685)、黃柏(0.679)、天花粉(0.664)、連翹(0.565)、玄參(0.514)在F1上有較高的載荷;白僵蠶(0.824)、天麻(0.784)、麝香(0.574)在F2上有較高的載荷;荊芥(0.729)、蒼術(shù)(0.643)、葛根(0.632)在F3上有較高的載荷;陳皮(0.758)、青皮(0.718)在F5上有較高載荷。從藥類使用上分析,基本契合治療便秘的常用藥類,即以解表藥、祛風(fēng)濕藥、補(bǔ)虛藥、理氣藥、活血化瘀藥、清熱藥、平肝熄風(fēng)藥、化痰止咳平喘藥以及溫里藥等為主。因此,作為一種數(shù)學(xué)計(jì)算方法,因子分析在治療便秘方劑的客觀的定量評(píng)價(jià)方面具有優(yōu)勢,從另一個(gè)側(cè)面為中醫(yī)藥治療便秘提供了一個(gè)新的嘗試性研究方法,為便秘方劑的臨床應(yīng)用提供了參考性指標(biāo)。
3.3 系統(tǒng)聚類分析
系統(tǒng)聚類是實(shí)際工作中使用的最多的一種聚類方法,它具有十分明顯的優(yōu)點(diǎn):可以對(duì)樣品聚類,也可以對(duì)變量聚類。通過將n個(gè)樣品或變量看成不同的n類,然后將距離接近(針對(duì)樣品聚類)或性質(zhì)接近(針對(duì)變量聚類)的兩類合并為一類;再從這n-1類中找到最接近的2個(gè)類合并,以此類推,直到所有的樣品或變量被合為一類。整個(gè)過程可以繪成聚類圖,按圖和具體問題來決定分類[12]。本研究運(yùn)用系統(tǒng)聚類分析法,在通過對(duì)治療便秘方劑數(shù)據(jù)的多次聚類后,結(jié)合治療便秘方劑的藥物組成分析,系統(tǒng)聚類模型顯示,治療便秘方劑比較好的聚類數(shù)目為5類。分析可見,第1類方劑主要由大黃、甘草等藥物組成,聚一類以瀉下藥與補(bǔ)虛藥相配伍,主要針對(duì)熱結(jié)下焦與脾胃氣虛兩類病理因素;第2類方劑組成有當(dāng)歸、地黃、芍藥均為補(bǔ)血藥,針對(duì)陰血虛,潤澤榮養(yǎng)不足所致便秘;人參、白術(shù)、茯苓為補(bǔ)氣藥與利水滲濕藥的組合,針對(duì)氣虛水停,溫煦傳送無力所致便秘;羌活、防風(fēng)、桂枝、川芎為發(fā)散風(fēng)寒藥與活血化瘀藥組合,主要針對(duì)外感寒邪與瘀血停滯兩類病理因素;第3類方劑主要組成有黃連與黃柏清熱燥濕藥配伍,針對(duì)濕熱雍滯,氣機(jī)內(nèi)停所致便秘;梔子,桔梗,柴胡為清熱瀉火藥、清化熱痰藥與發(fā)散風(fēng)熱藥組合,針對(duì)熱盛津傷所致便秘;第4類方劑組成為陳皮、木香為理氣藥組合,針對(duì)情志失調(diào),氣機(jī)郁滯的病理因素;香附、沉香、青皮、枳實(shí)、厚樸、檳榔為理氣藥與化濕藥組合,針對(duì)濕氣瘀滯,氣機(jī)不通所致便秘;枳實(shí)、半夏為理氣藥與溫化寒痰藥組合,針對(duì)寒凝氣滯,痰飲內(nèi)停兩類病理因素;第5類中藥聚類相效果不理想,但其中芒硝與麥冬為攻下藥與補(bǔ)陰藥的組合,針對(duì)津液虧損,大腸失潤所致便秘。結(jié)果顯示系統(tǒng)聚類聚為5類時(shí),5類治療便秘方劑中主要藥物組成雖有很多相似之處,但第1、2類方劑的藥物組成以常用藥物為主,而第3、4類方劑的藥物組成中除了常用藥物還有許多特殊藥物。經(jīng)與相關(guān)中醫(yī)傳統(tǒng)理論及其他相似研究對(duì)比,可以認(rèn)為由系統(tǒng)聚類算法所確定的5類藥物組成與已有的理論研究及臨床研究結(jié)果之間符合度較好,不存在明顯矛盾,并且在進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘時(shí)還總結(jié)出治療便秘的特殊藥物有陳皮、香附、桔梗、半夏、麝香、郁金、烏頭、三棱、吳茱萸等,對(duì)治療便秘方劑的理論與實(shí)踐研究具有一定的推動(dòng)作用。其次,基于聚類分析,本研究演化得到治療便秘的核心組合10個(gè),分別為大黃、甘草;當(dāng)歸、地黃、芍藥;人參、白術(shù)、茯苓;羌活、防風(fēng)、川芎、桂枝;黃連、黃柏;梔子、桔梗、柴胡;陳皮、木香;青皮、枳實(shí)、厚樸、沉香;枳實(shí)、半夏;細(xì)辛、白芷、生姜,這10個(gè)核心組合同樣印證飲食不節(jié)、情志失調(diào)、年老體虛、感受外邪會(huì)造成熱結(jié)、氣滯、寒凝、氣血陰陽虧虛,對(duì)便秘的發(fā)生發(fā)展不容忽視。
3.4 關(guān)聯(lián)規(guī)則分析
關(guān)聯(lián)規(guī)則又稱關(guān)聯(lián)挖掘,能夠反映兩藥之間的配伍緊密程度,、相關(guān)性或因果結(jié)構(gòu),依賴關(guān)系網(wǎng)絡(luò)分析可以發(fā)現(xiàn)某些屬性同時(shí)出現(xiàn)的規(guī)律和模式,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)核心藥物,兩者結(jié)合則可以發(fā)現(xiàn)核心藥組[13]。本研究為探索治療便秘運(yùn)用Apriori算法對(duì)高頻藥物進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則分析,為探索治療便秘方劑中新的組方規(guī)律,本研究將設(shè)置參數(shù)調(diào)為支持度≥10%,置信度≥55%,共得出32條二元矩陣的藥對(duì)與藥組關(guān)聯(lián)規(guī)則。見表10。結(jié)果分析可見,大黃→黃芩、梔子;大黃→芒硝;甘草→梔子、黃芩;大黃→黃連;黃芩→梔子;大黃→甘草;黃芩→甘草為已知治療便秘常用藥對(duì)[14]。由此,我們更進(jìn)一步將設(shè)置參數(shù)調(diào)為支持度≥10%,置信度≥60%,共得出17條藥對(duì)與藥組關(guān)聯(lián)規(guī)則,支持度較高的藥物組合有大黃→梔子;甘草→黃芩;甘草→大黃;甘草→川芎。這些藥對(duì)與藥組主要是補(bǔ)虛藥、活血化瘀藥、清熱藥、瀉下藥的不同組合,如瀉下藥→清熱藥(大黃→梔子);補(bǔ)虛藥→清熱藥(甘草→黃芩);補(bǔ)虛藥→活血化瘀藥(甘草→川芎);補(bǔ)虛藥→瀉下藥(甘草→大黃)。上述結(jié)果體現(xiàn)了治療便秘的瀉熱、溫散、通導(dǎo)、益氣溫陽與滋陰養(yǎng)血等治法。大黃→檳榔;當(dāng)歸→地黃;甘草→陳皮;羌活→防風(fēng);芍藥→當(dāng)歸是現(xiàn)今尚未總結(jié)的隱性結(jié)論,值得進(jìn)行進(jìn)一步討論。
3.5 創(chuàng)新點(diǎn)與研究不足
3.5.1 創(chuàng)新點(diǎn)分析
由治療便秘組方為切入點(diǎn),對(duì)《中國方劑數(shù)據(jù)庫》相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)梳理并建立治療便秘的2次數(shù)據(jù)庫,綜合運(yùn)用Excel 2016、SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件與SPSS 14.2統(tǒng)計(jì)軟件等數(shù)據(jù)挖掘軟件,運(yùn)用因子分析、頻數(shù)統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)聚類分析及關(guān)聯(lián)規(guī)則分析等手段,依據(jù)藥物類別→單味藥→藥對(duì)或藥組→方劑的順序,從局部到整體的不同角度進(jìn)行研究治療便秘組方的藥類分析和用藥規(guī)律,探討其功效、主治、藥對(duì)配伍等相關(guān)理論,驗(yàn)證部分中藥在治療便秘方劑配伍研究中的合理性與可行性,為發(fā)揮中醫(yī)藥治療優(yōu)勢,提高便秘的臨床治療效果提供可靠的數(shù)據(jù)支持。此外,通過聚類分析結(jié)果顯示,治療便秘的核心類別有10類,分別為大黃、甘草;當(dāng)歸、地黃、芍藥;人參、白術(shù)、茯苓;羌活、防風(fēng)、川芎、桂枝;黃連、黃柏;梔子、桔梗、柴胡;陳皮、木香;青皮、枳實(shí)、厚樸、沉香;枳實(shí)、半夏;細(xì)辛、白芷、生姜,同時(shí)也印證了補(bǔ)虛藥、解表藥、瀉下藥以及理氣藥對(duì)于便秘治療的有效性。
3.5.2 研究不足分析
本研究的數(shù)據(jù)受國家人口與健康科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)提供的《中國方劑數(shù)據(jù)庫》支持,其中共收錄了萬余首方劑數(shù)據(jù),符合數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)量大的基本要求。在研究過程中,我們發(fā)現(xiàn)了存在兩首方劑的名稱相同的情況。通過查閱古籍發(fā)現(xiàn),方劑數(shù)據(jù)庫錄入的主治與古籍記載不完全一致等情況,因此可能會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)挖掘研究造成偏倚,從而影響結(jié)論的可靠性。其次,從數(shù)據(jù)挖掘角度考慮,如果能收集到更多治療便秘的方劑信息并做好規(guī)范化數(shù)據(jù)處理,對(duì)治療便秘方劑的數(shù)據(jù)挖掘就能更加全面、更加準(zhǔn)確。此次對(duì)治療便秘方劑的數(shù)據(jù)挖掘主要選擇了頻數(shù)分析、因子分析、系統(tǒng)聚類分析、關(guān)聯(lián)規(guī)則分析等數(shù)據(jù)挖掘方法,對(duì)于發(fā)現(xiàn)頻率較高的隱含數(shù)據(jù)信息效果較好,但無法研究出現(xiàn)頻率較低的信息。由此可見,臨床實(shí)踐上由醫(yī)家對(duì)某方面的獨(dú)特認(rèn)識(shí)而產(chǎn)生的一些特殊的數(shù)據(jù)項(xiàng),盡管其出現(xiàn)頻率不高,但確實(shí)重要,不能被忽視?;陉P(guān)聯(lián)規(guī)則分析,我們雖然也試圖通過降低最小支持度來減小算法本身的缺陷,但不可否認(rèn)的是這依然是目前所存在的一大難題。
4 小結(jié)
本研究通過對(duì)方劑專題服務(wù)數(shù)據(jù)中治療便秘方劑進(jìn)行篩選,得到二次數(shù)據(jù)庫,采用頻數(shù)分析、因子分析、系統(tǒng)聚類分析和關(guān)聯(lián)規(guī)則分析等數(shù)據(jù)挖掘方法,對(duì)治療便秘的方劑進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析。
結(jié)果顯示,補(bǔ)虛藥、瀉下藥、理氣藥、解表藥化痰平喘藥以及活血化瘀藥在便秘的使用中占有較大比重。便秘治療總以扶正祛邪,恢復(fù)大腸傳導(dǎo)功能為主。治療時(shí)以潤腸清熱為基本原則,又可根據(jù)病性的虛實(shí),分別予以瀉熱、溫散、通導(dǎo)、益氣溫陽或是滋陰養(yǎng)血之法。進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘時(shí)還總結(jié)出治療便秘的特殊藥物有陳皮、香附、桔梗、半夏、麝香、郁金、烏頭、三棱、吳茱萸等。大黃→檳榔;當(dāng)歸→地黃;甘草→陳皮;羌活→防風(fēng);芍藥→當(dāng)歸是現(xiàn)今尚未總結(jié)的隱性結(jié)論,值得進(jìn)行進(jìn)一步討論。數(shù)據(jù)挖掘適用于治療便秘方劑的研究,我們通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),量化地挖掘出便秘常用藥物、特殊藥物以及藥對(duì),以期通過直觀數(shù)據(jù)的形式為治療便秘提供臨床參考,也可為科研提供研究思路。
5 致謝
本組全體成員對(duì)提供此次比賽機(jī)會(huì)的主辦方國家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)中心表示由衷的感謝,同時(shí),感謝國家人口與健康科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)和中國中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)藥信息研究所提供的中國方劑數(shù)據(jù)庫,感謝CNKI提供的文獻(xiàn)查詢支持,感謝本組此次比賽中所引用書籍、文獻(xiàn)的主編及作者,感謝各位評(píng)委老師對(duì)本組作品的悉心評(píng)閱,感謝學(xué)校給予濃厚的學(xué)術(shù)氛圍。最后,再一次真誠的感謝我們的父母以及關(guān)心、幫助過我們的老師和同學(xué),他們寶貴的意見是我們靈感和動(dòng)力的源泉。
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(2018-10-30收稿 責(zé)任編輯:楊覺雄)