基于数据挖掘分析含莪术方剂治疗胸痹病的用药规律

刘明旺, 谢蓓莉, 温伟, 闫宇新, 金之蝶, 史大卓, 赵福海

【作者机构】 中国中医科学院西苑医院心血管科
【分 类 号】 R285
【基    金】 国家自然科学基金面上资助项目(8197142400) 北京市中医药科技发展资金项目(BJZYZD-2023-11) 中国中医科学院科技创新工程项目(CI2021A00910)。
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基于数据挖掘分析含莪术方剂治疗胸痹病的用药规律

基于数据挖掘分析含莪术方剂治疗胸痹病的用药规律

刘明旺 谢蓓莉 温 伟 闫宇新 金之蝶 史大卓 赵福海

中国中医科学院西苑医院心血管科,北京 100091

[摘要] 目的 基于数据挖掘分析含莪术方剂治疗胸痹病的用药规律,总结核心配伍药物及用药特点,为莪术的临床应用及新药研发提供理论依据。方法 检索《中医方剂大辞典》《中国方剂数据库》、中国知网、万方数据知识服务平台建库至2024年12月中治疗胸痹病且组成包含莪术的方剂。运用中医传承辅助平台V2.5进行药物频次、性味、归经、功效分类及关联规则分析,结合聚类算法挖掘核心药物组合。结果 共筛选出治疗胸痹病且组成包含莪的方剂126首,高频药物为木香(65次)、陈皮(58次)、二棱(49次)、青皮(49次)和甘草(41次)等,功效以活血化瘀(23.8%)、理气(22.2%)为主。药性以温为主,药味以辛、甘、苦为主,归经多属脾、肝、胃经。关联规则分析显示,莪术为前项时,与木香、甘草、二棱、青皮、陈皮的置信度达0.89~0.98。聚类分析得到3类核心组合:①莪术、木香、陈皮、青皮、二棱(行气活血);②莪术、当归、川芎、延胡索、二棱(活血止痛);③莪术、木香、肉桂、陈皮、吴茱萸(温阳散寒)。结论 治疗胸痹病且组成含莪术的方剂以“活血化瘀、行气通络”为核心,配伍注重气滞血瘀并治,辅以温阳补虚,体现“气血同治、攻补兼施”的用药思路。莪术与木香、二棱等药对的应用规律为现代冠心病等心血管疾病的治疗及药物开发提供重要参考。

[关键词] 莪术;数据挖掘;胸痹病;中医传承辅助平台;用药规律

莪术,性味辛温,首载于《雷公炮炙论》:“凡使(蓬莪术),须以醋煮,焙干用,消积聚、破气最速。”其为破血行气代表药物。莪术用于胸痹病的治疗源流已久,如唐代《本草拾遗》记载:莪术“主恶气疰忤,心痛,血气结积。”宋代医书对使用莪术等活血化瘀药治疗胸痹病有较多记载,如《太平惠民和剂局方》记载二棱、莪术等药物治疗胸痹心痛病[1];《普济本事方》采用二棱、莪术治胸痹满闷病[2];《圣济总录》四温散治疗胸痹病,方用莪术破血化瘀行气[3]

冠心病属于中医“胸痹病”范畴,近年来莪术及相关成分在冠心病治疗中表现出良好效果,如中国中医科学院西苑医院冠心6号方用莪术治疗冠心病心绞痛[4]。李建民[5]通过随机对照试验发现,冠心病患者加用二棱莪术汤的效果优于常规治疗组。费程浩等[6]利用UPLC-Q-TOF-MS/MS技术识别莪术化学成分52个,其中28个成分与冠心病相关。提示莪术及其有效成分对胸痹心痛病的治疗具有重要意义,值得进一步探索。

传统中医药理论依据、现代医学理论依据及临床人用经验等是药物研发的重要理论依据来源。本研究依托中医传承辅助平台探索含莪术方剂治疗胸痹病的配伍用药规律,为莪术及其活性成分的运用和后续新药开发提供理论支持与研究思路。

1 资料与方法

1.1 数据收集

数据来源于《中医方剂大辞典》[7]、《中国方剂数据库》(中国中医科学院中医药信息研究所建立)、中国知网、万方数据知识服务平台,检索时间为建库至2024年12月,检索词限定为“胸痹、胸痛、冠心病、冠状动脉粥样硬化性心脏病、血管再狭窄、支架置入、心绞痛”+“莪术、文术、文莪、文莪、蓬术、羌七、广术、黑心姜、蒁药、姜黄、青姜、波杀”。

1.2 纳入及排除标准

纳入标准:治疗胸痹病且组成包含莪术的方剂。排除标准:①外用剂型,如油剂、膏剂等;②未描述药物具体组成;③莪术仅为加减用药;④胸闷、胸痛为兼证;⑤异名重复方剂。

1.3 数据规范和录入

采取双人录入、核对形式,主要以《中华人民共和国药典》(2020年版)[8]为依据,进行中药名称的标准化,并将出现异名、别名的药物规范化合并,如“荷叶灰”规范为“荷叶炭”,“元胡”规范为“延胡索”,“皂矾”规范为“绿矾”,“神曲”“六神曲”通称为“六神曲”等。处理完成后分别录入Excel 2019中,建立“莪术治疗胸痹心痛病”数据库。

1.4 数据统计和分析

将配方组成信息录入中国中医科学院中药研究所研制的中医传承辅助平台V2.5,应用该平台进行药物频次、组方规律分析;采用Excel 2019、GraphPad Prism和ChiPlot(https://www.chiplot.online/)统计软件对中药功效归属、性味和归经进行频次统计及绘图。

2 结果

通过文献查阅共纳入治疗胸痹病且组成包含莪术的方剂173首,按照排除标准剔除47首,最终筛选出符合标准126首。

2.1 频次分析

2.1.1 基本信息 分析126首治疗胸痹病且组成包含莪术方剂的来源书籍,文献中无方剂所在书籍来源者,予查询补充。最终发现频次>3次的古籍有13部,见图1;相关方剂大多来源于宋代和明代。

图1 治疗胸痹病且组成包含莪术方剂出现频次>3次的古籍

2.1.2 常用方剂剂型 对数据库中126种口服方药的剂型进行分析,前3位的剂型分别为丸剂(66次,52.38%)、汤剂(29次,23.02%)、散剂(21次,16.67%)。见图2。

图2 方剂剂型频次分析

2.1.3 常用药物频次 通过平台“统计报表”板块中的“药物频次”分析,发现126首方剂中除莪术外共涉及191味中药,出现频次>30次的中药有11味,其中出现频次≥50次的中药有木香、陈皮、青皮、二棱。见图3。

图3 药物频次分析

2.1.4 常用药物功效 对126首莪术方剂的中药功效分析,共20类,其中频次最高的是活血化瘀类(349次,23.8%),其次是理气类(325次,22.2%)、补虚类(171次,11.7%)。见图4。

图4 药物功效分析

2.1.5 四气、五味和归经频次分析126首含莪术方剂中,药性以温(58.1%)为主,其次为寒(16.6%)、平(16.2%),药味以甘(42.7%)、苦(37.5%)、辛(15.0%)为主,归经主要归脾、胃、肝经,其中脾经出现频率最高(25.4%)。见图5。

图5 四气、五味、归经频次分析

A:四气;B:五味;C:归经。

2.2 组合频次及关联规则分析

置信度描述的是当方剂中已包含药物A时,药物B同时出现的概率,其反映药物A和B配伍的紧密程度。支持度指特定药物组合(如A和B)在所有方剂中的出现频率。将置信度设为0.6,根据数据特征和研究目的,经多次调试将支持度个数分别设为0.3、0.4,得到处方药物关联和核心药物,见图6。当支持度为0.3时,显示出9味与莪术组合的核心药物;支持度≥0.4时,得出5味与莪术组合的核心药物,频次由高到低分别为木香、陈皮、二棱、青皮、甘草,见表1。

表1 中药关联规则分析

图6 关联规则分析可视化图

A:处方药物关联;B:核心药物。

2.3 聚类分析

利用平台算法,根据既往文献,分别设置k=3、4、5展开聚类分析,以实现簇内样本高度聚集且簇间样本显著分离。根据统计结果,结合临床判断和既往研究文献,选择以k=3的结果确定3类核心组合:①莪术、木香、陈皮、青皮、二棱;②莪术、当归、川芎、延胡索、二棱;③莪术、木香、肉桂、陈皮、吴茱萸。126首含莪术的方剂中,与核心组合①类似的处方最多,共计72首。为更好地展现聚类效果,将k-means聚类算法与回归模拟相结合,通过构建基于药物相似度的回归模型实现对聚类结果描述。见图7。

图7 方剂聚类分析

A:k-means算法+聚类;B:k-means算法+回归模拟。红色圆点代表核心组合:莪术、木香、陈皮、青皮、二棱;浅绿色圆点代表核心组合:莪术、当归、川芎、延胡索、二棱;深绿色圆点代表核心组合:莪术、木香、肉桂、陈皮、吴茱萸。

3 讨论

本研究共纳入治疗胸痹病且组成包含莪术的方剂126首,涵盖191味中药,通过对方剂的出处进行分析可发现,纳入文献频次>3次的古籍有13部,依次为《圣济总录》[9]、《太平惠民和剂局方》[10]、《医方类聚》[11]、《太平圣惠方》[12]、《普济方》[13]、《御药院方》[14]、《北京市中药成方选集》[15]、《鸡峰普济方》[16]、《全国中药成药处方集》[17]、《简明医彀》[18]、《二因极一病证方论》[19]、《杨氏家藏方》[20]和《类编朱氏集验方》[21],主要出自宋代、明代。分析原因:①宋代、明代国家繁盛,且政府注重文献的保存,官方大规模主持修订药典,《圣济总录》为北宋官修医学巨著;②在宋明期间,活血化瘀法开始被广泛应用于胸痹病治疗。该时期,医学家对胸痹病的病因病机有更深入的理解,认为胸痹病主要是由于心之络脉痹阻不通而引发的症状。宋代医学著作如《圣济总录》中,已出现大量关于胸痹病治疗的方剂,《圣济总录》尤重活血化瘀治疗胸痹病。到了明代,医学家继续发展和完善活血化瘀治疗胸痹病的理论及实践。明代医学著作中,可看到大量对胸痹病治疗的深入探讨和经验总结,活血化瘀逐渐成为治疗胸痹病的常用治法。

对方剂剂型进行分析发现,以丸剂、汤剂、散剂为主,其中丸剂占主要,丸剂通常是由药物细粉加适宜的黏合剂制成圆形固体剂型,“丸者缓也”,特点是溶散缓慢,作用持久。对需要长期服用或慢性疾病的治疗,丸剂是一个更适宜的选择,便于服用和携带。莪术性味辛烈,且胸痹病患者多以老年人为主,丸剂可减少药物对胃肠道的刺激,缓解活血行气药的副作用。

对药物的使用频次、功效,以及四气、五味和归经进行分析发现,药物频次和功效以活血化瘀、理气、补虚为主。活血化瘀药出现频次349次,理气药325次,补虚药171次。血瘀为胸痹病的主要病理因素,而活血化瘀药多配合理气药,气为血之帅,血为气之母。气滞可导致血瘀,血瘀又可加重气滞。因此在治疗血瘀证时,需要同时考虑理气和活血化瘀,气行则血行,以起到协同作用,增强效果。如《普济方》中的木香散,用木香、青皮理气冲滞,当归、莪术等活血化瘀[22]。《圣济总录》在“治胸痹诸方”“治猝心痛方”中运用通气汤、桂姜丸、木香丸等治疗胸痹病,这些方兼顾理气与活血之功[23]。同时配伍中注意攻补兼施,佐以补虚药,如甘草、人参等,防止损伤正气。

四气以辛、温为主,辛能发散、通达,能散能行,温则血不凝,胸痹血瘀证多兼杂痰湿、寒凝,辛温药正当其治。五味以苦甘为主,苦则泻,活血行气药多为苦味。归经多归于脾、胃、肝、心和肺经。从疾病看,胸痹病病位在心,与脾、胃关系密切。脾胃与气血运行密切相关。血行脉中得益于心气的推动,但究其动力则在于宗气所为。《灵枢·邪客》云:“故宗气积于胸中,出于喉咙,以贯心脉,而行呼吸焉。”宗气的充沛又有赖于脾胃的功能正常。若脾胃功能失调,运化无权,则宗气匮乏,无力推动血液导致血液运行不畅,重者“宗气不下,脉中之血,凝而留止”,心脉滞涩不通,不通则痛,则致胸闷、胸痛、憋气。《灵枢·经脉》云:“脾足太阴之脉……其支者,复从胃别上膈,注心中。”《经脉别论》言:“食气入胃,散精于肝,淫气于筋;食气入胃,浊气归心,淫精于脉。”心与脾胃无论在生理功能上,还是在经络上都息息相关、相互联系[24]。古今医家多由脾胃着手治疗胸痹病,本研究为此治法提供依据。从药物看,出现频次较高的中药包括木香、陈皮、青皮为行气药,多归于脾、胃二经。

药物的关联规则是基于平台算法,原理为通过频繁项集逐层搜索,生成关联规则分析,关联规则以支持度和置信度表示,在完成数据输入后,根据数据特点和研究目的设置最小支持度、置信度,以筛选高频药对/组合,发现常与莪术配伍的核心药物多为木香、陈皮、二棱、青皮、甘草,主要为行气药、活血药和补气药,与药物使用次数和药物功效频次相对应。

木香别名蜜香,味辛、苦,性温,归脾、胃经。古今医家多喜用木香治疗胸痹病。《太平圣惠方》中治疗胸痹病实证者多用行气降气法,常用木香和槟榔;《太平圣惠方》胸痹病论治特色及创新《外台秘要》中广济方用芳香走窜之品麝香、青木香活血散结为君药,制成丸剂舌下含服治疗胸痹心痛病。宋一亭对瘀痛较甚的胸痹病患者常合失笑散加木香、檀香等行气化瘀[25]

陈皮性味苦、辛、温,主要归于肺、脾经,是临床医家治疗胸痹病常用的药物之一[26]。张仲景认为,胸痹病因非心即胃,常用瓜蒌、半夏、陈皮等药物首创化痰消胃浊治胸痹病之法[27];《金匮要略》中“橘皮枳实生姜汤”,以陈皮配伍枳实治胸痹病气塞短气。路教授在临床治疗肝脾同病胸痹病时常用枳壳、陈皮、厚朴、枳实,调理脾胃以利肝胆[28]。基于复杂网络分析发现,沈宝藩教授治疗冠心病常使用陈皮,在1 976个冠心病处方中,陈皮使用频次为1 451次[29]。基础研究发现,陈皮有效成分川陈皮素可通过调节STAT3、JUN、AKT1、SRC、IL6和TNF等靶点,从而治疗冠心病心绞痛[30]

二棱首见于《本草拾遗》,性味辛、苦、平,归肝、脾经。二棱与莪术是经典的活血化瘀药对,常同时配伍用于胸痹病治疗。研究显示,具有软坚破结功效的中药汤剂(主要包括二棱、莪术等)治疗冠心病心绞痛的效果显著,采用自拟的二棱莪术汤治疗稳定型心绞痛患者,效果优于硝酸甘油对照组[31]。二棱、莪术相较靶蛋白与冠心病基因生物网络有CYP3A4、ESR1、ESR2、HIF1A等10个共同重叠的药物靶点[32]。贾美君等[33]研究显示,治疗8周后,常规基础加坎离颗粒治疗组的效果优于常规治疗组。

青皮性味苦、辛、温,归肝、胆、胃经。后人对《清宫医案集成》记载的81例胸痹病医案所用药物进行分析,发现青皮、枳壳等为当时宫廷治疗胸痹病最常用药物[34]。临床通过随机对照试验发现,加用以青皮为主药的通瘀煎治疗冠心病心绞痛患者较单纯西药治疗的效果更显著,心功能得到显著改善[35]。此外,还有文献记载江苏省中医研究所研制的青皮注射液可治疗冠心病[36]

甘草味甘、性平,归心、肺、脾、胃经。治疗胸痹病的方剂组成中包含甘草极多,如参附汤合桂枝甘草汤辅助治疗冠心病不稳定型心绞痛,甘草为主药的炙甘草汤治疗冠心病的效果显著[37-38]。《金匮要略》中用于治疗胸痹心痛短气病的专方“茯苓杏仁甘草汤”“薏苡附子散”被沿用至今[39]。李一翔等[40]挖掘奉调进京名老中医治疗冠心病心绞痛的医案处方发现,甘草为医家常用单药之一(Degree值前5位)。现代研究显示,甘草素通过激活LKB1/AMPK信号通路对冠心病大鼠心脏发挥保护作用;网络药理学研究中甘草的活性成分中黄酮类含量高,其中柚皮素作为一种天然黄烷酮与冠心病治疗密切相关[41]

聚类分析作为非监督机器学习体系的核心方法学,在数据挖掘领域具有极高应用价值。其中k-means算法凭借其线性时间复杂度与良好的可扩展性,在中医药大数据挖掘中展现出显著优势,通过该算法可将数据划分为同质性簇,使簇内相似度高、簇间差异大,聚类个数的参数通常在3~8。本研究通过此算法进行聚类分析,依据临床经验和既往研究最终确定以k=3的参数进行聚类分析,得到3组核心药物,与关联规则分析结果基本保持一致:①莪术、木香、陈皮、青皮、二棱;②莪术、当归、川芎、延胡索、二棱;③莪术、木香、肉桂、陈皮、吴茱萸。重复率最高的①组药物与关联规则分析结果一致,进一步验证活血药配伍行气药在胸痹病中的重要作用。②组药物在莪术与二棱的基础上增加活血和血的当归、活血通经的川芎、活血行气的延胡索,活血止痛之功增强。③组药物在莪术、木香、陈皮活血行气的基础上配伍肉桂、吴茱萸,具有温阳止痛的作用,适用于胸痹心痛病血瘀兼有寒凝者。

综上所述,古今医家施以莪术治疗胸痹病时多以同时配伍木香、陈皮、青皮和二棱等理气药、活血药,一定程度提示含莪术方剂治疗的胸痹病血瘀程度可能较重,单味活血药不能胜任,需要同时配合多味活血药/行气药。当代疾病谱的变化显著,流行病学显示血瘀证是冠心病为主的心血管疾病的主要病理因素,提示莪术等活血破血药在胸痹病治疗中很重要,值得进一步探索。

利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。

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Analysis on medication pattern of Curcumae Rhizoma-containing prescription in the treatment of chest bi based on data mining

LIU Mingwang XIE Beili WEN Wei YAN Yuxin JIN Zhidie SHI Dazhuo ZHAO Fuhai

Department of Cardiovascular,Xiyuan Hospital,China Academy of Chinese Medical Sciences,Beijing 100091,China

[Abstract] Objective To analyze medication pattern of Curcumae Rhizoma-containing prescription in the treatment of chest bi based on data mining,summarize core compatible drugs and medication characteristics,and provide theoretical basis for clinical application and new drug development of Curcumae Rhizoma.Methods Curcumae Rhizoma-containing prescription in the treatment of chest bi in Dictionary of Chinese Medicine Formulas,Chinese Formulas Database,CNKI,and Wanfang Data from database establishment to December 2024 were searched.Chinese Medicine Inheritance Assistance Platform V2.5 was used to analyze frequency,nature and flavor,channel tropism,functions classification,and association rules of drugs,core drug combination was excavated combined with clustering algorithm.Results A total of 126 Curcumae Rhizoma-containing prescription in the treatment of chest bi were screened,high frequency drugs included Aucklandiae Radix (65 times),Citri Reticulatae Pericarpium (58 times),Sparganii Rhizoma (49 times),Citri Reticulatae Pericarpium Viride(49 times),and Glycyrrhizae Radix Et Rhizoma(41 times),the main functions were promoting blood circulation and removing blood stasis (23.8%),and regulating qi (22.2%).Drug nature was mainly warm,drug flavor was mainly spicy,sweet,and bitter,channel tropism mainly belonged to spleen,liver,and stomach channels.Association rule analysis showed that when Curcumae Rhizoma was the first item,confidence level with Aucklandiae Radix,Glycyrrhizae Radix Et Rhizoma,Sparganii Rhizoma,Citri Reticulatae Pericarpium Viride,and Citri Reticulatae Pericarpium were 0.89-0.98.Cluster analysis yielded three core combinations:①Curcumae Rhizoma,Aucklandiae Radix,Citri Reticulatae Pericarpium,Citri Reticulatae Pericarpium Viride,Sparganii Rhizoma(promoting qi for activating blood circulation);②Curcumae Rhizoma,Angelicae Sinensis Radix,Chuanxiong Rhizoma,Corydalis Rhizoma,Sparganii Rhizoma (promoting blood circulation and relieving pain);③Curcumae Rhizoma,Aucklandiae Radix,Cinnamomi Cortex,Citri Reticulatae Pericarpium,Euodiae Fructus(warming yang for dispelling cold).Conclusion Curcumae Rhizoma-containing prescription in the treatment of chest bi with the core of “promoting blood circulation for removing blood stasis,moving qi and clearing collaterals”,with a focus on treating qi stagnation and blood stasis in combination,supplemented by warming yang and tonifying deficiency,reflecting medication concept of “treating qi and blood together,reinforcement and elimination in combination”.Application patterns of couplet medicines such as Curcumae Rhizoma,Aucklandiae Radix,and Sparganii Rhizoma provide important references for treatment and drug development of modern cardiovascular diseases such as coronary heart disease.

[Key words] Curcumae Rhizoma;Data mining;Chest bi;Chinese Medicine Inheritance Assistance Platform;Medication pattern

[中图分类号] R285

[文献标识码] A

[文章编号] 1673-7210(2025)10(a)-0115-07

DOI:10.20047/j.issn1673-7210.2025.28.20

[基金项目] 国家自然科学基金面上资助项目(8197142400);北京市中医药科技发展资金项目(BJZYZD-2023-11);中国中医科学院科技创新工程项目(CI2021A00910)。

[作者简介] 刘明旺(1996-),男,博士;研究方向:中西医结合心血管病。

[通讯作者] 赵福海(1968-),男,博士,教授,主任医师,博士生导师;研究方向:中西医结合防治心血管病,冠心病的介入治疗。

(收稿日期:2025-06-10)

(修回日期:2025-07-02)

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