基于數據挖掘的中藥復方治療血脂異常的組方規律及作用機制研究

趙志濱 李 李 陳欣燕 林嬿釗

1.廣州中醫藥大學第二臨床醫學院，廣東廣州 510006；2.廣州中醫藥大學第二附屬醫院省部共建中醫濕證國家重點實驗室，廣東廣州 510120

血脂異常是一種人體脂蛋白代謝異常的疾病，一般表現為血清中總膽固醇（total cholesterol，TC）和/或甘油三酯（triglyceride，TG）水平升高等，是動脈粥樣硬化性心血管疾病的重要危險因素之一[1]。西醫治療血脂異常主要使用他汀類調脂藥物，但長期服用調脂藥物易發生肝酶升高、橫紋肌溶解等不良反應。中醫治療血脂異常具有標本兼治、不良反應小的優點[2]。目前中醫治療血脂異常的臨床研究較多，但用藥處方各異，對醫師的學習運用造成一定的困難。本研究通過數據挖掘及網絡藥理學方法對近十年治療血脂異常的中藥復方進行分析，研究其處方規律及作用機制，為臨床診療工作提供參考。

1 資料與方法

1.1 數據來源

在中國知網（https：//www.cnki.net/）、中國生物醫學文獻數據庫（http：//www.sinomed.ac.cn/）、萬方數據知識服務平臺（http：//www.wanfangdata.com.cn/index.html）、維普數據庫（http：//www.cqvip.com/）中，以“高脂血癥”“血脂異常”“中醫”“中藥”“中醫藥”“湯劑”等作為主題詞進行檢索，檢索日期從2010 年1 月至2020 年12 月。

1.2 納入標準

①中藥復方干預血脂異常的臨床研究，包括隨機對照試驗、隊列研究等。②符合《中國成人血脂異常防治指南（2016 年修訂版）》[1]、《中藥新藥臨床研究指導原則》[3]中關于血脂異常的標準。③提供復方具體中藥組成的文獻。

1.3 排除標準

①中藥熏洗、灌腸等外治法研究文獻。②復方組成為中藥提取物的文獻。③合并急性腦血管意外、急性胰腺炎等急危重癥的文獻。④重復收錄的文獻。

1.4 數據規范

以雙人雙機的方式錄入中藥復方，錄入數據后雙人進行復核，并上傳至古今醫案云平臺（http：//www.yiankb.com/），利用“標準化”程序對中藥復方中的中藥名進行自動標準化處理[4]。不能實現自動標準化的數據，參照2020 版《中華人民共和國藥典》[5]人工進行替換，建立中藥復方標準化數據庫。

1.5 數據分析

將“1.4”中得到的中藥復方標準化數據庫導入古今醫案云平臺“分析池”，運用“數據挖掘”程序進行頻次統計、關聯分析，并對高頻藥物進行復雜網絡分析。

1.6 網絡藥理學分析

根據“1.5”中得到的分析結果，選取最關鍵的6 味藥物作為治療血脂異常的核心藥物，并通過中藥系統藥理學數據庫和分析平臺（traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform，TCMSP）[6]，以口服利用度（oral bioavailability，OB）≥30%、類藥性（drug-likeness，DL）≥0.18[7]為標準，結合文獻及Swiss Target Prediction 數據庫（http：//www.swisstargetprediction.ch/）篩選核心藥物的活性成分及靶點。以關鍵詞“hyperlipidemias”“hypercholesterolemia”“hypertriglyceridemias”檢索OMIM（https：//omim.org/）、DisGeNET（https：//www.disgenet.org/）、DrugBank（https：//www.drugbank.ca/）數據庫獲取血脂異常的疾病靶點。對活性成分靶點與疾病靶點取交集，利用DAVID 6.8（https：//david.ncifcrf.gov/）數據庫[8]進行京都基因和基因組數據庫（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）分析，并通過Cytoscape 3.8.0 構建“核心藥物-活性成分-靶點-通路”網絡。

2 結果

2.1 文獻檢索結果

本研究經過檢索，再根據納入及排除標準篩選后共納入文獻969 篇，建立中藥復方標準化數據庫，共790 首方劑。

2.2 中藥頻次分析結果

對中藥復方標準化數據庫進行藥物頻次統計，獲得中藥316 味，其中頻次≥100 次的中藥共22 味。見圖1。對得到的所有中藥按頻次進行排序，排序前5 位的分別為凈山楂（530 次，67.09%）、丹參（472 次，59.75%）、澤 瀉（375 次，47.47%）、茯 苓（342 次，47.29%）、白術（291 次，36.84%）。

2.3 復方對藥、角藥關聯分析

對中藥復方標準化數據庫進行關聯分析，設置置信度（同時包含A 和B 的復方占包含A 復方的比例）≥70%，支持度（同時包含A 和B 的復方占所有復方的比例）≥20%，共得到16 條關聯規則。提升度反映了藥物之間的相關性，結果顯示關聯規則提升度皆＞1。分別對對藥、角藥的關聯規則進行排序。見表1～2。

表1 復方對藥關聯分析

表2 復方角藥關聯分析

2.4 中藥復雜網絡分析

對中藥復方標準化數據庫進行復雜網絡分析，共得到316 個節點、7372 條連接關系，以邊權重≥300 對節點進行過濾以構建核心復雜網絡，最后得到11 個節點，24 條連接關系。見圖2。邊權重指的是連接關系的緊密程度，邊權重越高證明其越重要。按照邊權重進行排序，排名前三的連接關系分別是“凈山楂-丹參（邊權重758）”“凈山楂-澤瀉（邊權重610）”“澤瀉-丹參（邊權重510）”。

圖2 復方中藥的核心復雜網絡

2.5 網絡藥理學分析

根據數據挖掘結果，選取凈山楂、丹參、澤瀉、茯苓、決明子、白術作為治療血脂異常的核心藥物。基于TCMSP 結合文獻[9-11]，篩選獲得128 個活性成分，結合Swiss Target Prediction 數據庫獲得420 個靶點，通過相關數據庫獲取血脂異常疾病靶點1767 個。活性成分靶點及疾病靶點交集得到132 個靶點，進行KEGG 分析。以P 值升序排列，排名前15 的核心通路與血脂異常相關的有缺氧誘導因子1 信號通路（HIF-1 signaling pathway）、胰島素信號通路（insulin signaling pathway）、腺苷酸活化蛋白激酶信號通路（AMPK signaling pathway）、雌激素信號通路（estrogen signaling pathway）、過氧化物酶體增殖劑激活受體信號通路（PPAR signaling pathway）等9 條，以此構建“核心藥物-活性成分-靶點-通路”網絡。見圖3。網絡中活性成分共有62 個，根據度值中位數進行關鍵活性成分的篩選，度值大于中位數“5”的有山楂的槲皮素（quercetin）、山柰酚（kaempferol）、異鼠李素（isorhamnetin），澤瀉的24-乙酰澤瀉醇A（alisol A 24-Acetate）、澤瀉醇A（alisol A）、23-乙酰澤瀉醇B（alisol B 23-acetate），丹參的木犀草素（luteolin）、丹參酮ⅡA（tanshinone ⅡA）、二氫丹參內酯（dihydrotanshinlactone）、2-異丙基-8-甲基菲-3，4-二酮（2-isopropyl-8-methylphenanthrene-3，4-dione）、丹參酮Ⅰ（tanshinone Ⅰ）、隱丹參酮（cryp totanshinone）、4-亞甲丹參新酮（4-methylenemiltirone），茯苓的茯苓酸（pachymic acid），決明子的蘆薈大黃素（aloe-emodin）。

圖3 “核心藥物-活性成分-靶點-通路”網絡

3 討論

3.1 高頻中藥

頻次統計結果顯示，高頻中藥大多為健運脾胃、燥濕化痰之品，還有活血化瘀、清肝通便之藥。凈山楂既可消食降脂，又可活血消瘀，使用頻次排名第一，這提示作為藥食兩用的山楂可適用于各種證候的血脂異常。寧素云等[12]研究發現山楂可恢復高脂飲食小鼠的異常腸道菌群，改善血脂異常。祁靜等[13]經體外實驗發現，山楂可通過抑制胰消化酶活性以抑制血脂的攝入。丹參活血祛瘀、清心除煩，使用頻次排第二，這提示血脂異常的治療需緊扣“血濁”，注意活血化濁。有研究報道[10]，丹參可降低高脂飲食家兔的TC 水平，改善血管內皮情況。使用頻次排名第三的澤瀉功利水化濁。現代藥理學證明其有良好的降脂功效，且具有抗動脈粥樣硬化的作用[11]。

3.2 關聯分析與復雜網絡分析

關聯分析結果及核心復雜網絡分析結果顯示，山楂為降脂治療的君藥，配伍決明子，可以消積清熱，加大降脂的功效；配伍澤瀉，可以防止濕氣困脾，增強山楂健脾、化濁的功效；配伍丹參，可以加強活血通濁的功效。胡慧明等[14]報道，山楂、決明子、澤瀉提取物可以有效降低高脂飼料大鼠的血清TC、TG、低密度脂蛋白膽固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）及肝酶水平，并升高血清高密度脂蛋白膽固醇（highdensity lipoprotein cholesterol，HDL-C）水平，減少肝臟脂肪變性。

3.3 網絡藥理學作用機制分析

網絡藥理學分析結果顯示，核心藥物主要通過HIF-1 信號通路、胰島素信號通路、AMPK 信號通路、雌激素信號通路、PPAR 信號通路等治療血脂異常。王靜靜等[15]研究認為山楂果葉提取物可通過激活AMPK通路，下調膽固醇調節元件結合蛋白1（sterol regulatory element binding proteins1c，SREBP1）、乙酰輔酶A 羧化酶（acetyl-coA carboxylase，ACC）的表達，降低糖脂代謝紊亂小鼠的血脂水平。HIF-1 信號通路可調節脂肪組織功能，HIF-1α 的過度表達將抑制脂肪代謝，加劇脂肪組織增生及胰島素抵抗[16]。有報道[17]指出，山楂提取物可促進HIF-1α 的分解。山楂中的槲皮素可通過增加肝內脂聯素（adiponectin，ADPN）、脂聯素受體2 的表達降低血脂水平[18]；異鼠李素可通過激活NHR-49/PPARα通路上調脂肪代謝相關蛋白酶的表達，并增加AMPK 亞基同源物，促進脂肪代謝以達到降脂作用[19]。Leng 等[20]實驗證明丹參提取物可降低血清TC、TG 水平，并激活胰島素信號通路、AMPK 信號通路，促進巨噬細胞極化以改善高脂飲食小鼠的胰島素抵抗。澤瀉的活性成分24-乙酰澤瀉醇A可通過ADPN 激活AMPKα 信號通路，上調AMPKα的表達水平，抑制SREBP-1c、ACC 蛋白的表達，改善肝臟脂肪變性[21]。澤瀉醇A 可激活AMPK/ACC 信號通路，降低血脂，并促進肝臟的脂肪代謝[22]。23-乙酰澤瀉醇B 可通過上調雌激素受體α 的表達，降低血清TC、TG 水平[23]。Kim 等[24]研究發現茯苓提取物可促進ACC、SREBP-1c 的磷酸化，使其轉錄活性失活，并激活AMPK通路以降低細胞內TG 水平，其中以茯苓酸的降脂效果最為明顯。劉淑敏等[25]研究證明，決明子提取物不僅能有效降低高脂血癥模型小鼠的血清TC、TG 和LDL-C 水平，升高血清HDL-C 水平，還可以下調肌肉中PPARγ、SREBP-1c 的轉錄表達，以調節體脂代謝。有研究表明，蘆薈大黃素能上調脂肪肝模型大鼠肝細胞中PPARγ 的表達，降低血清谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶、TC、TG 水平[26]。Song 等[27]研究證實，白術提取物能夠上調AMPK、ACC 等蛋白質的表達，促進葡萄糖消耗，降低游離脂肪酸水平。

對近十年治療血脂異常的中藥復方進行數據挖掘及網絡藥理學分析，可以明確中醫治療血脂異常注重使用茯苓、白術、黃芪等健脾益氣、調和脾胃；使用山楂、丹參等消食健胃、活血化瘀，配合澤瀉利濕瀉濁，決明子清肝通便，共奏消脂、化痰瘀之功。處方以凈山楂、丹參、澤瀉、茯苓、決明子、白術等核心藥物為主，且核心藥物治療血脂異常具有分子靶點、化學通路層面的理論及實驗依據，值得進一步深入研究。