基于因子分析與聚類分析對潰瘍性結腸炎中醫證候的研究

王志愿 張寧怡 吳珊珊 曲英迪 宮宇澄 韓海嘯 王志斌

1.北京中醫藥大學東方醫院脾胃肝膽科，北京 100078；2.北京中醫藥大學，北京 100078

潰瘍性結腸炎是現代醫學病名，屬于中醫“腸澼”“久痢”“腹痛”“泄瀉”等范疇。該病病因包括稟賦不足、感受外邪、飲食不節、情志失調等，病機為脾胃運化失司，濕濁內生，郁而化火。下注腸道，則濕熱壅滯腸道，腸道氣血凝滯，導致血腐肉敗，形成癰瘍，下痢赤血。當前潰瘍性結腸炎的中醫辨證分型復雜多樣，無統一規范。本研究應用因子分析與聚類分析的方法對潰瘍性結腸炎樣本病例進行統計分析，以探索潰瘍性結腸炎中醫證候學分布規律。

1 資料與方法

1.1 一般資料

病例來源于2016 年11 月～2019 年1 月北京中醫院藥大學東方醫院脾胃肝膽科門診及住院患者，共納入120 例患者。

1.2 診斷標準

參照中華中醫藥學會脾胃病分會制訂的《潰瘍性結腸炎中醫診療共識意見（2010 年版）》[1]中醫辨證分型診斷標準，國家中醫藥管理局編制的《中醫病證診斷療效標準》[2]，朱文鋒主編的《中醫診斷學》[3]，國家中醫藥管理局編制的《中藥新藥臨床研究指導原則》[4]，同時結合本課題組的中醫專家意見制訂證型診斷標準。

1.3 納入標準

①符合潰瘍性結腸炎的西醫診斷標準；②活動期患者：根據改良Truelove 和Witts 疾病嚴重程度分型標準，病情屬于輕中度潰瘍性結腸炎；③年齡18～65 歲。

1.4 排除標準

①合并肝、腎、造血系統、內分泌系統等嚴重原發性疾病及精神病者；②臨床類型為暴發型或不能除外腸結核、結腸克羅恩病等，或伴有嚴重并發癥，如腸梗阻、腸穿孔、中毒性巨結腸者；③結腸鏡和病理檢查顯示伴有癌前病變或有癌變者。

1.5 研究方法

1.5.1 樣本量 為確保統計分析的有效性，研究依據統計學基本準則，在多因素分析中所觀察樣本量不能少于變量的5～10 倍。收集的變量是22，故需要樣本量n=22 ×（5～10）=110～220，本研究樣本量120，滿足統計學標準。

1.5.2 調查方法 嚴格按照流行病學研究方法及質控的要求，結合既往經驗研究團隊制訂了潰瘍性結腸炎中醫證候臨床調查表，以此收集患者中醫四診資料。

1.6 統計學方法

將所有數據錄入數據庫，使用統計軟件SPSS 20.0對數據進行因子分析及聚類分析。通過對原始數據進行KMO 檢驗及Bartlett 球型檢驗確定研究數據的可靠性，進一步采取提取因子、因子旋轉、因子得分等步驟，獲得潰瘍性結腸炎主要中醫辨證分類及分布規律；在此基礎上對120 個樣本進行聚類分析，以歸納潰瘍性結腸炎中醫辨證分型的分布規律。

1.6.1 因子分析方法 從分析中醫證候信息的相關性入手，提取支配具有相關性的、有限的、不可觀測的綜合指標（公因子），并進一步用這些公因子來對中醫證候信息之間的相關性進行分析[5]。這些公因子可以是一個，也可以是多個，研究小組的專家根據專業知識，進一步分析獲得公因子，解釋每個公因子在中醫學中所代表的內在含義。研究中只提取特征值大于1 的公因子，且各成分方差在總方差中的累計貢獻率＞70%，所有四診信息的數據指標的總方差基本上可以用提取的公因子來解釋。

1.6.2 聚類分析 聚類分析是根據沒有分類的抽象數據的相似性或相近程度，對最相似或最接近的變量集進行分組[6]，本研究在因子分析的基礎上進一步對中醫證候信息進行聚類分析，將中醫四診相似或者相關的信息歸為一類，以減少主觀判斷的誤差，從中客觀合理地獲得中醫證候。

2 結果

2.1 潰瘍性結腸炎的中醫證候學分布

潰瘍性結腸炎的中醫證候學分布頻率見表1。

表1 中醫證候學分布（n=120）

2.2 因子分析結果

采用因子分析方法對原始中醫證候數據變量進行梳理，挖掘多個變量內部的內在聯系，并提取證候信息數據中的公共因子。此研究KMO 檢驗結果為0.629，適合因子分析；Bartlett 球形度檢驗來驗證原始數據變量之間是否存在內在關聯，本研究數據經該檢驗差異＜0.05，各數據間存在相互聯系，可進行因子分析。

2.2.1 提取公因子 根據主成分特征根＞1 的原則，提取了控制這些變量的公因子。公因子與變量之間的關系通過因子旋轉重新分布，使得因子與變量之間的相關性更高，更有利于因子的解釋。本研究采用最大方差正交旋轉法旋轉共因子提取出6 個共因子，累計貢獻率在74.37%以上。見表2。在主成分分析矩陣中，每個因子的負荷值是變量與公因子之間的相關系數。負荷值＜0.3%，說明該因子對相對應變量變異的解釋度不足，＜1.0%，可以忽略。根據本研究的因子負荷矩陣，將各公因子中因子負荷值＞0.3 的癥狀作為公因子的變量。見圖1、表3。

表2 共因子的方差貢獻率和累計貢獻率（解釋的總方差）

2.2.2 進行專業判斷 由至少兩位副主任醫師以上的專家對因子分析結果進行專業判斷，初步判定結果見表4。

2.3 聚類分析結果

研究者對120 個樣本在因子分析基礎上進行反復聚類分析，結合專業知識，發現聚成3 類時其均值分布最為合理，更符合中醫理論和臨床實際；基于因子分析及聚類分析，結合專家意見，分別為肝郁脾虛兼脾陽虛、寒熱錯雜兼肝郁脾虛、大腸濕熱兼脾虛濕蘊。見表5。

3 討論

3.1 潰瘍性結腸炎的中醫辨證分型

圖1 因子分析碎石

表3 旋轉成分矩陣

表4 中醫證候因子分析結果

潰瘍性結腸炎病程漫長，常反復發作，而且目前現代醫學治療手段，以西藥為主，但副作用明顯且需長期服用、易復發，因此潰瘍性結腸炎目前尚缺乏理想治療藥物[7-8]。中醫辨證治療潰瘍性結腸炎有一定的優勢，但由于其復雜的發病機制，很多醫家對本病的發病原因及發病機制有不同見解，該病的辨證分型目前正呈現多樣化的趨勢[9]。劉艷等[10]通過對6037 例病例統計分析，發現潰瘍性結腸炎常見的中醫證候分型為大腸濕熱、脾胃虛弱、肝郁脾虛、脾腎陽虛、寒熱錯雜、血瘀腸絡、陰虛腸燥。陳新林等[11]通過對文獻的研究發現，全國文獻報告最多的證型是脾胃虛弱、肝郁脾虛、脾腎兩虛、寒熱錯雜、陰血虧虛和脾虛濕熱證患者。顏勤等[12]將其分為濕熱內蘊型、脾胃氣虛型、脾腎陽虛型3 個證型，分別論治。2017 年中華中醫藥學會脾胃病分會制訂的 《潰瘍性結腸炎中醫診療共識意見》[13]，將潰瘍性結腸炎分為7 個證型，分別為大腸濕熱證、熱毒熾盛證、脾虛濕蘊證、寒熱錯雜證、肝郁脾虛證、脾腎陽虛證、陰血虧虛證。醫家對潰瘍性結腸炎的辨證分型眾說紛紜，參差不齊，因此現在潰瘍性結腸炎的分型缺乏科學性與規范性，影響中醫臨床證候辨別及治療水平的提高。為提高中醫證候學研究的規范性和科學性，有必要進行大樣本流行病學調查，將因子分析、聚類分析等現代多元統計方法引入中醫證候學研究中，以進行前瞻性研究。

表5 聚類分析結果

3.2 本課題組對潰瘍性結腸炎分型的認識

本課題組專家認為潰瘍性結腸炎初始多由感受濕熱之邪，或飲食不節，或情志失調而致，病位在腸，與脾胃關系密切，以大腸濕熱為標，脾胃虛弱為本，病情日久，則會導致脾陽虛，與濕熱之邪，形成寒熱錯雜之證[14]。如《靈樞·師傳》曰：“胃中寒，腸中熱，則脹而且泄；胃中熱，腸中寒，則疾饑，小腹痛脹”“胃欲寒飲，腸欲熱飲，兩者相逆”[15]。

寒熱錯雜證是指寒證與熱證一起出現的證候，包括上熱下寒、上寒下熱、里寒表熱、里熱表寒等，是常見的臟腑陰陽失衡的表現，屬于《靈樞·根結》所言“陰陽相錯”[16]。寒熱錯雜是慢性胃腸疾病的重要病機，其起源于《素問·至真要大論》，即“奇之不去則偶之，是謂重方，偶之不去則反佐以取之，所謂寒熱溫涼，反從其病也”[17]，寒熱錯雜辨證的運用始于張仲景，他創立了“寒熱并用”的理論，并創制了大量的寒熱并用方劑，如瀉心湯類、烏梅丸等，對后世臨床有極其重要的指導和啟示作用。

專家認為寒熱錯雜形成病因，有3 類[18]：①外感六淫、飲食不節、情志失調等損傷脾與胃腸，脾為太陰，其氣易虛，虛則有寒，胃與大腸為陽明，受邪易實，實則易熱，脾與胃腸同病易形成寒熱錯雜之證。②體質因素是寒熱錯雜證形成和轉化的基礎，決定了患者易感寒邪或熱邪，發病后病情易發生寒化還是熱化。③失治誤治同樣會導致寒熱錯雜病證的形成，如苦溫燥濕反助其熱，苦寒直折卻致寒凝濕留，則使疾病寒熱并見更為復雜。

寒熱錯雜的治療方法包括辛開苦降法，溫清并用法，如醫家劉完素在治療濕熱痢疾時，運用寒涼藥物多配伍溫熱之品，如芍藥湯，組方以黃連、黃芩清利腸中濕熱，同時佐以少量辛溫肉桂，防止黃連、黃芩過于苦寒傷中[19]。本課題組專家李軍祥教授認為潰瘍性結腸炎活動期的病性為本虛標實，寒熱錯雜，并創立的清腸溫中方，在臨床觀察中總有效率為93.48%[20]，這也體現了溫清并用的治療方法。

3.3 120 例潰瘍性結腸炎患者一般資料

通過分析搜集到的120 例潰瘍性結腸炎患者的一般資料可知，潰瘍性結腸炎發病以中青年為主；在年齡、病程、疾病嚴重程度、性別等方面發病無明顯差異。

3.4 潰瘍性結腸炎患者四診信息的因子分析及聚類分析結果

本研究首先通過因子分析提取6 個公因子，專家根據專業知識對其證候要素進行判斷，得出潰瘍性結腸炎的主要病性證素，其中屬于實證的有濕熱、肝郁，屬于虛證的有氣虛、陽虛、脾虛；然后進一步對6 個公因子進行系統聚類，結果為肝郁脾虛兼脾陽虛、寒熱錯雜兼肝郁脾虛、大腸濕熱兼脾虛濕蘊；研究結果均表現為虛實夾雜的中醫證候特點，與潰瘍性結腸炎的中醫證候臨床特點基本符合；并且本研究顯示大腸濕兼脾虛濕蘊所占比例最大（54 例，45%），寒熱錯雜兼肝郁脾虛（34 例，28%），肝郁脾虛兼脾陽虛占（32 例，27%），與國內現代醫家研究結果潰瘍性結腸炎活動期以大腸濕熱型為主相一致，因子分析和聚類分析與專家辨證結果大致相同。

3.5 小結

本研究通過對120 例潰瘍性結腸炎患者一般資料及中醫證候學特征進行研究，獲得3 個基本證型，分別為肝郁脾虛兼脾陽虛證、寒熱錯雜兼肝郁脾虛證、大腸濕熱兼脾虛濕蘊證，這3 個證型所出現的頻次與臨床實際相符合。通過因子分析與聚類分析對潰瘍性結腸炎中醫證候的研究，探索了潰瘍性結腸炎的分布規律，有利于臨床辨證中醫證候的客觀化、規范化。但是，本研究的樣本量不足，未來需要多中心、大量樣本調查研究，運用因子分析等多元統計方法，探索潰瘍性結腸炎證型分類及分布規律，將潰瘍性結腸炎中醫辨證分型客觀化。