基于数据挖掘探析2型糖尿病用药规律

周小州, 李佩芳, 张岳, 赵心会, 李廷荃

【作者机构】 山西中医药大学第一临床学院; 山西中医药大学附属医院脾胃科; 山西中医药大学附属医院国医堂
【分 类 号】 R587.1
【基    金】 国家中医药管理局中医药领军人才培养项目岐黄学者支持项目(国中医药人教函〔2022〕号) 山西省中医药管理局中医创新团队难治性脾胃病防治多学科交叉创新团队(团队编号:zyytd2024032)。
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基于数据挖掘探析2型糖尿病用药规律

基于数据挖掘探析2型糖尿病用药规律

周小州1 李佩芳2 张 岳1 赵心会1 李廷荃3

1.山西中医药大学第一临床学院,山西太原 030006;2.山西中医药大学附属医院脾胃科,山西太原 030006;3.山西中医药大学附属医院国医堂,山西太原 030006

[摘要] 目的 基于数据挖掘探讨岐黄学者李廷荃教授治疗2型糖尿病的组方用药规律。方法 搜集2019年1月至2023年12月李廷荃教授门诊诊治的诊断为2型糖尿病的患者,建立方药数据库并应用R语言进行分析,通过频数统计、关联分析、复杂网络分析、聚类分析等方法进行数据挖掘。结果 共纳入患者344例,门诊临床病案344首。所纳入的处方共包含97味中药,使用频次≥50次的有27味药。前5位为甘草、苍术、黄连、黄芪、山药。四气以性平、温为主,五味以甘、苦为主,归经以肺、脾、胃为主,清热凉血、清热解毒类药物出现频数最高。关联分析挖掘出164组常用药对,前三组为“苍术,黄芪,丹参→玄参”“黄芪,丹参→玄参”“苍术,丹参→玄参”;聚类分析得到6个中药组合。结论 李廷荃教授认为2型糖尿病以脾虚伏热为本,气阴两虚为标,临床多以清热凉血治本,益气养血滋阴治标,同时兼顾疾病后期变化辅以活血化瘀。全方标本兼治,未病先防,应用灵活,配伍严谨。

[关键词] 2型糖尿病;消渴;R语言;用药规律

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)是指胰岛素不足或效率降低导致的慢性疾病,其主要临床特征为尿频、口干、乏力等[1]。近年来我国糖尿病(diabetes mellitus,DM)患病人数不断上升,是世界上患病人数最多的国家,患病类型以T2DM为主[2-4]。致病原因尚不明确,但与饮食不节、吸烟等不良生活方式有一定关联,西医主要以对症治疗为主[5]。中医认为本病属于“消渴”范畴,古今医家对消渴的病因病机做出不同临床分析,认为其主要与肝肾阴亏、气血不足等因素有关[6]。治疗以辨证论治为主,进行个体化诊疗。

山西中医药大学附属医院李廷荃教授系岐黄学者,从事中医临床、教学与科研工作30余年。对于糖尿病诊治有独到经验。本研究基于数据挖掘分析探讨李教授治疗T2DM的用药规律及从脾虚伏热论治消渴的学术特色,以期为治疗T2DM提供思路及参考。

1 资料与方法

1.1 处方来源

收集李廷荃教授2019年1月年2023年12月门诊诊断为T2DM的患者。共纳入患者344例,门诊临床病案344个。

1.2 病例选择

纳入标准:符合指南诊断标准且经李教授诊断。(1)西医诊断标准参照《中国2型糖尿病防治指南(2020年版)》[1],实验室检验结果符合以下其中任意一项①空腹血糖≥7.0 mmol/L;②随机血糖≥11.1 mmol/L;③糖耐量试验2 h血糖≥11.1 mmol/L;④糖化血红蛋白≥6.5%。(2)中医诊断参考《2型糖尿病中西医结合诊疗指南》[7]的标准,结合李廷荃教授临床辨证,具体如下,主证:①口干口渴;②倦怠乏力。次证:①自汗盗汗;②心悸失眠;③口干口苦;④心下痞满。舌象:舌红少津,苔薄白干或少苔。脉象:脉虚细数。符合以上主证2项加次证2项,结合舌脉象,中医可诊断为消渴。(3)同时处方医案记录完整,基本信息完整、诊断明确、症状方药书写完善且遵医嘱口服药物。

排除标准:①有严重并发症,如糖尿病酮症酸中毒等代谢紊乱;②有严重器质性心脏病、严重肝肾功能疾病史、精神障碍。

1.3 数据预处理

通过纳入及排除标准筛选后,将处方录入Excel 2010中,建立用药数据库,采用双数据员参与数据录入及交叉核对,以确保数据的一致性和可靠性。以《中华人民共和国药典》[8]为标准,结合《中药大辞典》[9]和《中药学》[10],对中药名称进行规范化处理,如将“生白术”统一为“白术”,将“生地”统一为“生地黄”,建立标准化数据库。

1.4 统计学方法

采用R Version4.2.1软件对数据进行统计分析。运用ggplot函数对数据进行频次分析,运用corrplot函数对数据进行相关分析,使用Apriori算法进行关联规则分析,使用轮廓系数法判定最佳聚类数目并进行聚类图可视化。

2 结果

2.1 用药频次

对纳入的344首李教授治疗T2DM处方中的药物频次进行统计分析,处方共涉及97味中药,使用频次≥50次有27味药,其中前5位分别为甘草、苍术、黄连、黄芪、山药。见表1。

表1 处方用药频次≥50次的中药

2.2 用药四气、五味、归经统计

李教授处方中所用的97味中药中,四气使用频率最高的是平性共1 112次,占22.20%;温性共936次,占18.69%;五味使用频率最高为甘味共2 536次,占50.64%;苦味共1 768次,占35.30%;统计归经分布,所用中药主要归肺经共2 584次,占51.60%;脾经共2 544次,占50.80%;胃经共2 040次,占40.73%。见图1~3。

图1 处方药物四气统计

图2 处方药物五味统计

图3 处方药物归经统计

2.3 药物功效分析

通过对筛选出的344首处方的药物功效进行统计,得到功效187类,频率最高的是清热凉血药共408次,占8.15%。见表2。

表2 处方药物功效频次统计

2.4 中医证型统计

共统计中医证型34条,其中前2位为气阴两虚共128次,占37.21%;脾虚伏热共128次,占37.21%。频次居前10位的中医证型见表3。

表3 处方中医证型统计

2.5 相关性分析

利用R软件corrplot包对使用频次≥30次的药物进行可视化,通过相关系数对数据之间相关性大小进行描述,根据药物间Pearson相关系数大小对药对组合进行排列,正值表示两药同增同减,变化趋势相同;负值表示两药变化趋势相反。见图4。

图4 使用频次≥30次的中药Pearson相关系数

2.6 高频药物组合与关联规则分析

提取用药频次≥30次的中药进行分析,设置支持度≥50%,置信度≥80%,提升度>1,,共得到164组频繁项集,见表4。提升度排名前3位分别为“苍术,黄芪,丹参→玄参”“黄芪,丹参→玄参”“苍术,丹参→玄参”,提示李教授治疗T2DM核心药物组合以健脾胃、清伏热,益气养阴,活血为主。运用R语言对药物关联规则进行可视化分析,见图5;药物关联规则矩阵图,见图6;中药整体关联规则可视化网络图,见图7。

图5 中药关联规则

图6 中药关联规则矩阵

图7 中药关联规则网络

表4 频次≥30次药物组合关联规则

2.7 药物聚类分析

利用R语言聚类算法,将使用频率≥30次的药物进行聚类分析,可将药物大致分为6类。C1:茯苓、当归、白术、山萸肉;C2:人参、炒谷芽、天麻、夏枯草、柴胡、清半夏、陈皮、黄芩、厚朴;C3:生石膏、西洋参;C4:麦冬、太子参、苍术、丹参、玄参、黄芪、山药、黄连、葛根、焦三仙、炒枣仁、合欢皮;C5:生地黄、黄精、赤芍;C6:党参、佩兰、川芎、干姜、桑叶。见图8。

图8 聚类分析树状图

3 讨论

在中医理论中,T2DM属于“消渴”范畴,首见于《素问·奇病论》,同时提到的还有“消瘅、肺消”等。《医学心悟》曰:“渴而多饮为上消,消谷善饥为中消,口渴、小水如膏者为下消。”古代医家多以上中下三焦进行分型,概括其病理特点。当代医家参考历代医家经典,结合现代病理学,对消渴的认识不断革新。朴春丽教授认为肝失疏泄、毒损肝络为其基本病机,认为肝气郁结化火,并致津液代谢失常是其主要过程[11]。张玉萍教授认为糖尿病以气阴不足、阴阳两虚为本,以三焦郁热、脉络瘀阻为标[12]。仝小林等[13]则认为T2DM包括“郁、热、虚、损”四态。现代医家多从阴虚与郁滞论治,而李教授认为消渴之病应以脾虚伏热为本,气阴两虚为标。《素问·奇病论》曰:“肥者令人内热,甘者令人中满,故其气上溢,转为消渴。”追问就诊患者其饮食偏嗜,多有饮食不节,喜食肥甘厚味,体内脂肪堆积致使精微物质入血后不能转运至相应器官,从而导致血糖升高。同时,肥甘之物滋腻碍胃,过多食用增加脾胃负担,影响脾胃运化功能,从而加重精微物质运化受阻,日久生为痰湿瘀阻,化为伏热。消渴患者由于病程久,伏热灼伤气阴,多表现出气阴两虚证的症状。故该病的病机为脾虚伏热,治疗时应注重清伏热,化痰湿,兼顾益气养阴。

3.1 中药频次及属性分析

李教授治疗T2DM使用频次前5位中药分别是甘草、苍术、黄连、黄芪、山药。黄芪性寒,味甘;黄连性寒,味苦,二药合用可清脾胃伏热。苍术性温,味辛、苦;山药性平,味甘;甘草性平,味甘,上三药共用可益气养阴健脾。符合李教授治疗T2DM以清脾胃伏热为主,辅以益气养阴的治疗思路。药物四气以性平、温为主,五味以甘、苦为主,归经以肺、脾、胃为主。李教授治疗以清热凉血、泻火燥湿为主,辅以益气养阴、生津养血。性平、温药物作用和缓,适合慢性病患者长期服用。甘味药有“以甘制糖”之效,其中的糖分主要以多糖的形式存在,可改善高血糖[14]。且甘味入脾胃,有助于从病机根治消渴。患者因脾虚无力运化,内生伏火,而苦味能泻能燥,即可清伏火,又可燥痰湿[12]

3.2 中药关联分析

药物关联分析显示“苍术,黄芪,丹参→玄参”“黄芪,丹参→玄参”“苍术,丹参→玄参”为核心药物组合。各高频药对组合,共奏清热泻火燥湿、生津益气养阴之功效,契合李教授“消渴始于脾虚伏热,久则伤气阴”之论。既承古今医理,亦合现代药理,突破“阴虚为本”传统,创“从脾虚伏热论治”新思路。

3.3 中药聚类分析

根据聚类分析得出,第一组为茯苓、当归、白术、山萸肉,该组用药重在改善脾胃运化,适用于消渴初期。茯苓、白术健脾利水渗湿,可恢复脾胃气机,增加脾胃对于精微物质的转运作用。以当归补益气血,山萸肉顾护肝肾,调养后天之本同时兼顾先天之本。

第二组为人参、炒谷芽、天麻、夏枯草、柴胡、清半夏、陈皮、黄芩、厚朴。这一组适用于患病稍久,气机不畅,致湿邪困阻于内。以黄芩、柴胡、陈皮、厚朴疏利气机,加天麻通络增强疏利气机之功。清半夏燥湿化痰,夏枯草清退郁热。痰湿困阻脾胃,易纳呆食少,加炒谷芽消食开胃。李教授恐脾胃气血损伤日久,加人参助脾胃气血化生与运行。

第三组为生石膏、西洋参。此组适于患病中期,伏热灼伤气阴,烦渴较甚者。生石膏清热泻火、除烦止渴;西洋参补气养阴,清热生津。二药合用,共奏益气养阴,清退热邪之效,可有效缓解患者烦渴之症。

第四组为麦冬、太子参、苍术、丹参、玄参、黄芪、山药、黄连、葛根、焦三仙、炒枣仁、合欢皮,此组适用于消渴全病程。麦冬养阴生津,可治疗内热消渴[15]。黄连清热燥湿,具有抗炎、降血糖等多种作用[16]。在T2DM初期,伴有舌苔黄厚腻、大便黏臭等脾胃湿热征象时,黄连可用至30~60 g[17]。黄芪可通过补肺、实脾、益气养阴等治疗消渴。黄芪多糖可以增加胰岛素分泌、降低胰岛素抵抗、保护胰岛β 细胞,在临床对于脆性糖尿病血糖不稳有显著疗效,其最大剂量可以用到240 g[18-20]。该核心处方以黄芪、黄连清脾胃伏热治其本,辅以苍术、山药、黄芪、甘草益气养阴健脾;生地黄、玄参、麦冬滋阴降火治其标。此外佐以葛根升阳健脾改善水液输布,丹参兼顾在消渴后期易因气滞血瘀造成周围血管及周围神经病变的并发症。患者久病纳呆,加焦三仙助脾胃运化,若眠差则加炒酸枣仁、合欢皮,养心解郁安神。李教授治疗消渴谨守其病机,标本兼治,未病先防。

第五组为生地黄、黄精、赤芍,此组适用于消渴后期。生地黄清热凉血、养阴生津;黄精补养气阴之余还可健脾益肾;赤芍活血化瘀。三药合用可针对T2DM后期病变起防治作用。

第六组为党参、佩兰、川芎、干姜、桑叶,适用于消渴后期出现并发症的患者。脾胃气机郁滞,血液运行不畅,易形成微血栓,损伤微血管。川芎活血行气,既可使气行湿化,又可防病久形成瘀血。佩兰芳香化湿醒脾,加快脾胃运化,防糖毒性与脂毒性的累积。桑叶可清肝明目,对于T2DM后期因精微物质淤堵血脉致使视力下降的患者有显著疗效[21]。脾胃虚弱患者阳气亏虚,加干姜可顾护脾胃、温中散寒,其性能走能守。与党参合用,可使脾胃气血得补,驱邪外出,缓解患者胃中不适。

4 小结

综上所述,李教授治疗T2DM常用性平、温,味甘、苦药物,高频核心药物为甘草,苍术,黄连,黄芪,山药。李教授论治T2DM时重视病机,从健脾胃、清伏火入手,辅以益气养阴、活血化瘀对T2DM全过程均有很好的治疗效果;同时注重对患者进行健康教育,嘱患者清淡饮食,并且保持每天进行适当运动。本研究可为治疗T2DM提供思路及参考。

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 of medication patterns in type 2 diabetes mellitus based on data mining

ZHOU Xiaozhou1 LI Peifang2 ZHANG Yue1 ZHAO Xinhui1 LI Tingquan3

1.The First Clinical School,Shanxi University of Chinese Medicine,Shanxi Province,Taiyuan 030006,China;2.Department of Gastroenterology,the Affiliated Hospital of Shanxi University of Chinese Medicine,Shanxi Province,Taiyuan 030006,China;3.Guo Yi Tang,the Affiliated Hospital of Shanxi University of Chinese Medicine,Shanxi Province,Taiyuan 030006,China

[Abstract] Objective To explore the prescription patterns of Professor Li Tingquan,a Qihuang Scholar,in treating type 2 diabetes mellitus based on data mining.Methods The patients diagnosed with type 2 diabetes mellitus in Professor Li Tingquan’s outpatient department from January 2019 to December 2023 were collected,and the prescription database was established and analyzed by R language.Data mining was carried out through frequency statistics,correlation analysis,complex network analysis,cluster analysis,and other methods.Results A total of 344 patients and 344 outpatient medical records were included.The prescriptions involved 97 herbal medicines,with 27 herbs used ≥50 times.The top five herbs were Glycyrrhizae Radix Et Rhizoma,Atractylodis Rhizoma,Coptidis Rhizoma,Astragali Radix,Dioscoreae Rhizoma.Herbal nature were mainly neutral and warm,flavors were predominantly sweet and bitter,and meridians primarily targeted the lung,spleen,and stomach.Herbs with heat-clearing and blood-cooling effects were most frequently used.Association analysis identified 164 commonly paired herb groups,with the top three being “Atractylodis Rhizoma,Astragali Radix,Scrophulariae Radix→Scrophulariae Radix”,“Astragali Radix,Salviae Miltiorrhizae Radix Et Rhizoma→Scrophulariae Radix”,“Atractylodis Rhizoma,Salviae Miltiorrhizae Radix Et Rhizoma →Scrophulariae Radix”.Cluster analysis revealed six herbal clusters.Conclusion Professor Li Tingquan believes that type 2 diabetes mellitus is based on spleen deficiency and latent heat,and qi and yin deficiency is the standard.Clinically,it is mostly treated by clearing heat and cooling blood,benefiting qi,nourishing blood and nourishing yin,and taking into account the late changes of the disease,supplemented by promoting blood circulation and removing blood stasis.Prescriptions emphasize holism,prevention,flexibility,and rigorous compatibility.

[Key words] Type 2 diabetes;Diabetes with thirst;R Language;Drug use rule

[中图分类号] R587.1

[文献标识码] A

[文章编号] 1673-7210(2025)10(c)-0013-07

DOI:10.20047/j.issn1673-7210.2025.30.03

[基金项目] 国家中医药管理局中医药领军人才培养项目岐黄学者支持项目(国中医药人教函〔2022〕号);山西省中医药管理局中医创新团队难治性脾胃病防治多学科交叉创新团队(团队编号:zyytd2024032)。

[作者简介] 周小州(1998-),女,山西中医药大学第一临床学院2023级全科医学专业在读硕士研究生,主要从事经方临床应用研究工作。

[通讯作者] 李廷荃(1966-),男,博士,教授,博士生导师,主要从事中医药防治消化系统疾病的临床研究工作。

(收稿日期:2025-06-17)

(修回日期:2025-07-16)

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