姜良鐸治療糖尿病的用藥規律和核心藥對作用機制*

李玉珍，戚宇琪，郭曉霞

1 山西省中醫藥研究院 山西太原 030012

2 山西省中醫院 山西太原 030012

糖尿病已發展成為第三大慢性非傳染性疾病[1]，嚴重威脅著人類的健康。根據中國慢性病及其危險因素監測報告結果，專家推測我國已成為世界上糖尿病患者人數最多的國家[2]。姜良鐸教授是北京中醫藥大學東直門醫院主任醫師、教授，從事中醫臨床及教學工作30余年，在治療糖尿病方面有著獨到見解。導師曾跟診于側，幸得姜老醫案，受益匪淺。本研究借助中醫傳承輔助平臺（ v2.5）[3]，運用規則分析、復雜系統熵聚類等數據挖掘方法，分析姜良鐸教授治療糖尿病的組方用藥特點，總結其用藥規律與診療經驗，得到治療糖尿病的新處方，并對核心用藥進行網絡藥理學分析，探討其作用機制，從而為糖尿病的防治提供新的思路。

資料與方法

1 處方來源及篩選

收集2018年1月1日—2020年3月31日北京中醫藥大學東直門醫院姜良鐸教授門診的糖尿病患者初診處方158例。符合《中國糖尿病防治指南（2017年版）》[4]診斷標準，病歷資料完整可查。剔除合并其他系統性疾病者。

2 處方錄入與核對

參照《中國藥典》，將中藥名稱規范化統一。將上述篩選的處方錄入“中醫傳承輔助平臺”（V2.5）軟件。為確保數據的準確性與結果的可靠性，在錄入完成后，由2人對數據進行審核。

3 數據分析

通過中醫傳承輔助系統軟件中數據分析模塊中的“方劑分析”功能，進行統計分析與用藥規律的挖掘。點擊“頻次統計”得出方劑中每味中藥所出現的頻次；“規則分析”分析所得的規則；選擇合適的相關度和懲罰度，進行聚類分析，然后點擊提取組合按鈕，發現新組方，并實現網絡可視化展示。

4 網絡藥理學分析

利用中藥系統藥理學數據庫（TCMSP）檢索組方規律中的核心藥物，獲得藥物的主要成分及作用靶點，在Uniprot數據庫中將藥物作用靶點轉換為基因。將結果導入cytoscape（3.8.0）獲得藥物有效成分-靶點網絡圖。在TTD數據庫中獲得2型糖尿病相關靶點，并繪制靶點相互作用的PPI網絡圖。利用cytoscape中的merge功能，取得兩個網絡圖的交集，從而得到藥物治療糖尿病的潛在靶點，并對其進行KEGG富集分析。最后利用R語言“ggplot2”包進行數據可視化。

結 果

1 藥物頻次及性味歸經統計

對錄入數據庫的158首處方中的藥物進行“頻次統計”，可得到220味中藥頻次從高到低的排序。其中使用頻次≥50的藥物有17味，見表1。藥物歸經分布以肝、胃、肺經居多，見表2。性味歸屬中以寒性為主、溫性次之；五味分析中，苦味使用最多、甘味次之，見表3。

表1 藥物頻次≥50次的中藥

表2 歸經使用頻次統計

表3 使用中藥在四氣五味中所占比重

2 用藥模式與規則分析

支持度是指所選組合在整體數據樣本中出現的次數，當設定不同支持度時，所涉及的方劑數據條數和所包含中藥的味數是不同的。本研究將支持度個數設置為47（相當于整體數據的30%），置信度設置為0.8，共得到71種藥物組合模式，所有模式中共包含中藥11味，即赤芍、白芍、枳殼、黃芩、柴胡、瓜蔞、地骨皮、知母、全蝎、熟大黃。這11味藥物組合可以看作是治療糖尿病最常用、最核心的藥物組合，也組成了姜良鐸教授常用的用藥模式，包括角藥和對藥，其中藥對組合35條，角藥組合26條，4味藥及以上的核心組合10條，見表4-6。核心藥物關聯網絡展示見圖1。

表4 治療糖尿病的2味藥核心組合模式

圖1 藥物之間的關聯性網絡化展示

3 基于無監督的熵層次聚類新處方分析

本研究選擇相關度為8，懲罰度為2，進行聚類分析。點擊"提取組合"按鈕，通過無監督的熵層次聚類算法提取相關組合，進一步聚類得到治療糖尿病的核心組合18個、新處方9個，見表7-8。

表7 用于新方聚類的核心組合

4 分析核心藥對“赤芍-白芍”治療糖尿病的作用機制

4.1 “赤芍-白芍”有效成分及作用靶點 經總結用藥配伍規律發現，姜教授在治療糖尿病時，“赤芍-白芍”配伍使用頻率最多。因此，本研究對其進行網絡藥理學分析，從微觀角度研究“赤芍-白芍”治療糖尿病的作用機制。將得到的活性成分及靶點基因導入cytoscape軟件，構成“赤芍-白芍”活性成分靶點網絡圖，見圖2。

圖2 活性成分-靶點網絡

表5 治療糖尿病的3味藥核心組合模式

表6 治療糖尿病的 4 味藥及以上核心組合模式

表8 治療糖尿病的新方組合

4.2 糖尿病相關靶點 在TTD數據庫中檢索“type 2 diabetes”，獲得糖尿病的相關靶點，將結果導入STRING數據庫，繪制靶點相互作用的PPI網絡圖，見圖3。

圖3 抗2型糖尿病靶點PPI網絡

4.3 “赤芍-白芍”治療糖尿病靶點篩選 利用cytoscape的merge功能，將藥物作用靶點和2型糖尿病靶基因網絡進行合并，取得交集，得到“赤芍-白芍”作用于2型糖尿病的有效成分及靶基因網絡圖，主要靶基因有 PTGS2、NR3C2、PIK3CG、HTR2A 等，見圖4。

圖4 抗2型糖尿病作用活性成分-靶點網絡

4.4 靶點基因功能富集分析 將上述獲得的共同靶點基因導入STRING數據庫進行KEGG功能富集分析，上述基因主要富集的通路包括2型糖尿病、胰島素抵抗、胰島素信號通路、TNF信號通路、IL-17信號通路、脂肪細胞因子信號通路等，見圖5。

圖5 KEGG通路富集分析

討 論

糖尿病屬于祖國醫學中“消癉”“消渴”范疇，病機演變可分為郁、熱、虛、損四個階段[5]。歷代醫家在治療糖尿病時，大多以益氣、養陰、溫陽等補虛治本為主，以清熱、化痰、祛瘀為標為輔[6，7]。姜良鐸教授認為疾病的證候可以相對穩定，狀態會因不同的內部、外部條件而變化，根據患者狀態以及肺、胃（脾）、腎病位的不同及其合并癥的情況，運用活血、祛瘀、化痰等方法，使邪去正自復。在此基礎上，姜良鐸教授提出毒邪致病理論[10]，他認為糖尿病患者血糖過高，超出其生理需要量，就轉化為毒，屬內生之毒，在治療過程中應注重排毒和解毒。

本研究借助中醫傳承輔助系統軟件，應用關聯規則和聚類算法分析姜良鐸教授治療糖尿病的用藥經驗。經過關聯算法分析，提煉出姜良鐸教授治療糖尿病常用的藥物有赤芍、白芍、枳殼、黃芩、柴胡、瓜蔞、地骨皮、知母、全蝎、熟大黃等，這些藥物多歸肝、肺經，從藥物性味來看，寒性居多，溫性次之，藥味多為苦甘，多具有柔肝、潤燥等作用。姜教授在糖尿病治療中常采用對藥或角藥，且用藥平和、通補結合。對藥即針對某一證型或癥狀，常成對使用的藥物。如處方中赤芍-白芍、枳殼-枳實、柴胡-黃芩、知母-貝母等。角藥就是以3味藥物為組合單位的一種藥物配伍方法，由于疾病狀態病因病機的復雜性，姜教授基于《內經》“一君二臣，奇之制也”的基礎理論上提出了角藥理論[8]。如柴胡、黃芩、枳實三者聯用可解表、清里、通下，并有疏利肝膽之功。瓜蔞、枳實、芍藥三者同用有調和氣血、疏利三焦氣機的作用，若再配上柴胡、黃芩可以廣泛地應用于氣血失和、水液代謝失調證屬三焦不暢者。

由于處方規律和用藥頻次分析中，以“赤芍-白芍”使用頻率最多。因此，本研究基于TCMSP、TTD、STRING、KEGG等數據庫分析“赤芍-白芍”治療糖尿病的作用機制。得到的靶點基因分別為PTGS2、NR3C2、PIK3CG、HTR2A、INSR、F2、SLC2A4、MAPK8、PTPN1。胰島素受體（INSR）轉運的改變可能導致嚴重的胰島素抵抗[9]。同樣，在2型糖尿病中，PIK3CG活性降低會損害胰島素信號轉導，并損害葡萄糖轉運蛋白GLUT4的轉位，從而導致胰島素抵抗[10]。而NR3C2的上調則可促進胰島素分泌[11]。KEGG富集分析主要與胰島素抵抗、胰島素信號通路、TNF信號通路、IL-17信號通路、脂肪細胞因子信號通路等有關。IL-17信號通路是2型糖尿病炎癥發生的信號傳導途徑，在宿主防御和炎癥性疾病中起著關鍵的調節作用[12]。在T2MD中，IL-17可通過誘導胰腺β細胞凋亡來加重胰島素抵抗[13]。據此可推測“赤芍-白芍”藥對具有改善胰島素信號轉導和降低炎癥的作用，從而參與糖尿病及其并發癥的治療。

本研究通過無監督的熵層次聚類，得出姜良鐸教授治療糖尿病的9首新處方。方1、2中羚羊角粉苦寒，清瀉上逆之肝火，天麻富含汁液，可養陰滋液而息內風，葛根清熱生津，適用于糖尿病合并高血壓者；方3、4紫菀潤肺下氣，杏仁具疏利開通之性，與肺之肅降功能相合，通調三焦，開上導下，可宣化濕濁，浙貝母清熱化痰，治療糖尿病兼有痰濁者；方5、6、7寓清熱、行氣、活血于一方，適用于糖尿病早期消渴癥狀明顯者；方7中兼有合歡皮、珍珠粉等寧心安神之藥，可用于糖尿病兼有失眠者。方8山藥、麥芽、豬苓健脾利水，佐以紫河車為動物胚芽，虛勞要藥，生麥芽為植物胚芽，具升發之氣，合用以補虛損之體，振頹敗之元氣，敗醬草清熱解毒，祛瘀排膿，為藥食兩用之品，雖有寒涼之性而無苦寒敗胃之弊，對于熱毒熾盛，耗氣傷陰之證，實有益氣養陰之效，全方適用于糖尿病終末期陰陽兩虛者，仍兼顧解毒祛瘀；方9柴胡、桂枝、黃芩、枳實，枳殼疏利三焦氣機，清解少陽膽經郁熱，佐以麥冬、五味子養陰生津，避免清熱太過而傷陰適用于糖尿病肝郁化火傷津者。以上處方充分體現了姜教授獨特學術理論體系，包括“外感病的內傷基礎”和“狀態醫學理論”[14]。即發病呈現內傷外感并存的局面，則應依據“急則治其標，緩則治其本”的原則處理，亦可內外同治。

綜上所述，本研究通過“中醫傳承輔助系統”挖掘出姜良鐸教授治療糖尿病的臨床方劑用藥規律，探討了其核心藥對治療糖尿病的潛在作用機制，并得到治療糖尿病的新處方9首，對臨床治療糖尿病用藥具有一定的指導作用。