采用數據挖掘技術的關聯規則分析口服降糖藥物的臨床應用

邱虎，王群（武漢市第一醫院藥學部，武漢 430000）

糖尿病是一種常見的慢性病、多發病，長期有效的管控措施能夠降低糖尿病的發病率、致殘率和致死率，現階段對于糖尿病患者的用藥監督模式主要采用對單一藥品的金額管理、用藥頻次分析，或者采用對單個患者進行藥學監護的模式，耗費大量的人力成本而且對藥學人員的技術水平要求很高。因此應有效利用大數據手段對海量數據進行信息挖掘分析，這種新的用藥分析模式將會成為完善糖尿病健康管理體系的重要組成部分[1]。

根據降糖藥藥理作用的不同，口服降糖藥可分為以促進胰島素分泌為主要作用的藥物[磺脲類、格列奈類、二肽基肽酶4（DPP-4）抑制劑]和通過其他機制降低血糖的藥物[雙胍類、噻唑烷二酮藥物（TZDs）、α-糖苷酶抑制劑、鈉-葡萄糖協同轉運蛋白2（SGLT-2）抑制劑][2]。本文擬用數據挖掘的方法分析糖尿病口服降糖藥的臨床應用規律，總結用藥經驗，為醫師提供優化的合理用藥方案，為藥師參與臨床治療實踐提供新思路。

1 方法

通過 HIS 數據庫調取2019年7月至2019年12月門診用藥數據共計251 萬余條，利用JAVA 1.8 語言，基于MapReduce 框架對所有使用口服降糖藥物的醫囑進行數據清洗，結合Apriori 算法得到口服降糖藥物之間的關聯規則，設置分析規則的支持度≥5%，置信度≥60%[3]。

關聯規則是數據挖掘中常用的方法，用來從海量數據中挖掘各項集合之間的關系，而其中Apriori算法是最有影響的算法之一，本文通過運用Apriori算法挖掘口服降糖藥中藥品組合的支持度和置信度，探討其用藥規律和思路。“支持度”是指事務T中既包含A 又包含B 的集合占所有事務T 的集合的百分比，支持度越高，頻率越高；“置信度”是指事務T 中既包含A 又包含B 的集合占僅包含A 的集合的百分比，置信度越高，數據的可靠性越強；“提升度”是指事務T 中A 的出現造成B 出現概率提升的程度，提升度越高，提升越明顯[4]。

2 結果

2.1 所有口服降糖藥支持度分析

患者使用口服降糖藥情況見表1，阿卡波糖、二甲雙胍、吡格列酮使用人數排名前三，是本院臨床最常用的3 種口服降糖藥。

表1 8237 例患者使用口服降糖藥支持度分析表Tab 1 Support for oral hypoglycemic drug use in 8237 patients

2.2 門診患者就診年齡分析

患者使用口服降糖藥年齡及性別情況見表2。可見，使用口服降糖藥人數占比最多的在56～70歲，隨著年齡的逐漸增加，器官和組織功能會逐漸降低，胰島素分泌量減少的同時組織對胰島素的敏感性也會降低，糖尿病的發病率會隨之上升。

表2 8237 例患者年齡及性別分布表Tab 2 Distribution of age and sex of 8237 patients

2.3 單獨用藥分析

單獨用藥以控制血糖的藥品頻數分布見表3。表3顯示α-糖苷酶抑制劑中阿卡波糖和伏格列波糖使用比例之和超過59%，二甲雙胍單獨使用率遠低于阿卡波糖。

表3 單獨用藥口服降糖藥頻數分析表Tab 3 Frequency of oral hypoglycemic drugs used alone

2.4 關聯規則分析

糖尿病患者聯用口服降糖藥物的關聯規則分析見表4，結果顯示，吡格列酮、阿卡波糖、二甲雙胍、格列美脲、格列齊特關聯性強，關聯性置信度排名前二的為吡格列酮＋阿卡波糖→二甲雙胍、吡格列酮→二甲雙胍。

表4 糖尿病患者口服降糖藥物關聯規則分析表Tab 4 Association rule for oral hypoglycemic drugs in diabetic patients

3 討論

3.1 單獨用藥分析

二甲雙胍作為一線用藥是治療2 型糖尿病的首選用藥，如果患者出現禁忌證和不耐受的情況，可選用α-糖苷酶抑制劑或胰島素促泌劑作為備選口服藥。而在3194 例單獨用藥的患者中，有超過50%的患者僅使用阿卡波糖，這是因為中國人主食食用多，以碳水化合物為主，攝入量約占60%～70%，是造成患者餐后血糖高的重要因素，因此在實際醫療行為中，起始治療多選用降低餐后血糖效果好的阿卡波糖，而未首選二甲雙胍[5-6]。

3.2 關聯規則分析

吡格列酮＋阿卡波糖→二甲雙胍、吡格列酮→二甲雙胍這兩種組合的置信度大于90%且提升度均大于1，說明在該時間段內這兩種聯合用法具有強關聯性。

二甲雙胍主要通過減少肝糖輸出和改善外周胰島素抵抗而降低血糖，可促進葡萄糖的利用，減少糖異生，具有降血脂、降低體重、耐受性良好的優點，吡格列酮主要通過增加靶細胞對胰島素作用的敏感性而降低血糖。兩者作用機制不同，聯用存在協同效應，能降低肥胖患者的血糖，還能減輕胰島B細胞負荷，有助于患者B 細胞功能改善，改善患者的胰島素抵抗癥狀[7-8]，同時，阿卡波糖可抑制碳水化合物在小腸上部的吸收，在兩藥聯用的前提下增加阿卡波糖可以進一步降低餐后高血糖，吡格列酮＋阿卡波糖＋二甲雙胍三聯用法符合指南推薦[9-11]。

磺脲類藥物的作用機制是促進胰島素的分泌，α-糖苷酶抑制劑與之聯合，機制互補，可以很好地控制患者的空腹血糖和餐后血糖，缺點是只能最大程度避免治療過程中引起的體重增加，無法減輕患者體重[12]。而二甲雙胍具有減輕體重的作用，其減輕體重的機制可能包括抑制食欲，減少熱量攝入，改善高胰島素血癥，降低基礎胰島素和負荷后胰島素水平，增加瘦素敏感性[13]。磺脲類藥物與二甲雙胍聯合治療可同時改善胰島素分泌不足和胰島素抵抗，其療效和安全性已得到長期臨床驗證，是推薦的聯合治療方案之一，兩者聯合降糖效力強，臨床證據充分。在沒有禁忌證或者用餐前后血糖波動不明顯時應盡量選用以二甲雙胍為核心的聯合用藥[14-17]。

3.3 對于臨床藥學工作的改進

目前，已有大量的用藥指南和專家共識對以二甲雙胍作為核心的聯合用藥進行指導，但是對二甲雙胍有用藥禁忌的糖尿病患者卻沒有統一的聯合治療方案。在這種情況下應該考慮體重、低血糖風險并且對特殊情況應個體化治療，若聯用不當則可導致血糖控制不佳，影響疾病的預后。此時，利用大數據手段納入的數據越多，分析的角度越全面，才能得到更加準確的結論[18-19]。

應用大數據進行數據挖掘，根據結果做出決策，這種模式為臨床藥師提供了一種全新的科研和工作思路。這不僅僅要求臨床藥師具有一定的大數據基礎，還需要有豐富的臨床用藥經驗和對結果判斷和評估能力，這樣才能提高學科水平，促進學科快速發展和進步[20-21]。