基于數據挖掘技術分析中藥空氣消毒處方的用藥規律*

莫謙，楊婷媛，韋增釗，陶玲，付艾妮，張磊

（江漢大學醫學院，湖北 武漢 430056）

目前常用的空氣消毒法有紫外線照射、機械通風過濾和過氧化物類為主的化學消毒法等[1]，存在造價成本高、技術難度大、對人體有毒副作用和對器械有腐蝕性等不足之處。如紫外線、臭氧消毒不宜在有人條件下進行；化學消毒劑噴灑具有腐蝕性、刺激性，易對人體和設備造成損害等。章潔等[2]發現在住院病房中運用中藥復方進行熏蒸消毒后，其消毒效果與紫外線相當；呂鵬等[3]報道中藥香囊對金黃色葡萄球菌、白色念珠菌等均有一定的抑制作用，對空氣中的細菌也具有清除效果。近年來研究發現，中藥在空氣消毒領域具有良好消毒效果，較其他消毒方法而言，具有純天然、無毒、安全系數高等優勢，已較為廣泛地運用到生活和醫療領域中[4]，但目前尚無此類數據挖掘的文獻報道，基于此，本研究擬通過對中藥空氣消毒的相關臨床研究文獻及中國專利公布公告中的專利數據進行深入分析，運用數據挖掘技術，探討中藥空氣消毒的用藥規律及特點，以期為臨床空氣消毒或新型中藥空氣消毒制劑的研發等提供借鑒。

1 資料與方法

1.1 資料來源 中國期刊全文數據庫（CNKI）、中文科技期刊全文數據庫（VIP）、中國生物醫學文獻數據庫（Sinomed）、萬方數據庫（Wanfang）以及國家知識產權局中國專利公布公告（http://epub.sipo.gov.cn/gjcx.jsp）。

1.2 檢索條件①選用檢索詞為“中藥”或“中草藥”或“中醫藥”和“空氣消毒”，檢索項選擇“主題”，文獻類型限制為“期刊論文”，檢索年限為上述數據庫建庫至2021年1日31日；以CNKI檢索為例：檢索式為：SU=空氣消毒AND SU=（中藥+中草藥+中醫藥）進行檢索。②國家知識產權局中國專利公布公告中，摘要/摘要說明項處填寫“空氣消毒”，類型選擇為“發明公布”，檢索年限為1990年7月4日至2021年1月31日。

1.3 處方篩選

1.3.1 納入標準①中藥空氣消毒的臨床研究文獻消毒效果確切，達到衛生部《消毒管理辦法》Ⅲ類環境標準（≤500 cfu·m-3）及以上；或發明專利中的中藥組方介紹可用于空氣消毒；②中藥空氣消毒處方組成明確，劑型不限。

1.3.2 排除標準①綜述、Meta分析、動物實驗研究；②重復發表及中藥空氣消毒處方相同者，只取1次/篇；③中藥空氣消毒制劑或組方構成不明確者；④處方中含有《中藥大辭典》[5]中未收錄的中藥；④單味中藥處方。

1.4 數據提取及規范化處理 運用Excel 2016對所納入的文獻或專利按照作者、標題、治療方式、處方等進行儲存管理；建立“中藥空氣消毒的處方數據庫”的文獻數據庫，參考《中藥大辭典》[5]和《中華人民共和國藥典》[6]2020年版第一版，對錄入數據庫中的中藥名稱等進行規范化處理。如雙花、銀花規范為金銀花等。

1.5 統計學方法 運用Excel 2016對中藥空氣消毒處方中的中藥名稱、歸類等進行頻次分析；運用SPSS Modeler 18.0進行關聯規則分析；運用SPSS Statistics 26.0進行聚類分析。

2 結果

2.1 篩選結果 初步檢索得到相關結果共1687條，其中發明專利848項，數據庫文獻839篇（CNKI 205篇、VIP 122篇、Sinomed 249篇、Wanfang 263篇）。根據納入及排除標準，最終篩選出符合標準的文獻49篇，發明專利65項；經整理后共得到處方117首。

2.2 頻數統計

2.2.1 中藥頻次分析 對錄入數據庫中的117首中藥空氣消毒處方進行頻次統計，共計中藥190味，累計使用頻次789次。使用頻次≥10的中藥共20味，累計使用頻次446次（56.53%），前5位中藥依次為艾葉、蒼術、廣藿香、薄荷、金銀花；頻率（頻次/117）均達24%以上，見表1。

2.2.2 高頻中藥的功效分析 對表1中藥的功效進行頻次分析。結果顯示，20味中藥共涵蓋了6種功效分類，排名前3位的類別依次為清熱藥、化濕藥和解表藥，見表2。

表2 高頻中藥的功效分類

2.2.3 高頻中藥的性味、歸經分析 對表1中藥的性味、歸經進行統計分析，同一味中藥的多個藥性、藥味、歸經分別統計。在20味中藥中，藥性累計出現446次，頻次最高為溫性，其次為寒性、涼性和平性；藥味累計出現608次，頻次最高為辛味，其次苦味和甘味；歸經累計出現1255次，其中頻次最高為肺經，其次為胃經、脾經和肝經等；見表3。

表1 中藥頻次分析（頻次≥10）

表3 高頻中藥的藥性、藥味和歸經分布統計

2.3 高頻中藥主要藥理活性成分及抗病毒、抗菌情況 對表1中藥的主要藥理活性成分進行統計，結果顯示，20味中藥的藥理活性成分以揮發油類成分常見，而該類成分在空氣消毒的過程中發揮重要作用，見表4。

表4 高頻中藥主要藥理活性成分及抗病毒、抗菌情況

2.4 關聯規則分析 運用SPSS Modeler 18.0對處方數據進行關聯規則分析，建立“數據源-類型-網絡-Apriori”的關聯規則數據流；設置支持度為10%，置信度為70%，最大前項數為2，提升度>1等條件挖掘空氣消毒處方中的潛在中藥組合，共計得到中藥關聯規則9組，見表5；使用頻次≥10的中藥關聯網絡化展示見圖1。

表5 中藥空氣消毒的常用中藥關聯規則（支持度≥10）

圖1 中藥空氣消毒常用中藥關聯性網絡圖

2.5 聚類分析 運用SPSS Statistics 26.0對高頻中藥（使用頻次≥10次）進行聚類分析，采用組間聯接的聚類分析方法；結合中藥學相關知識，共得到4類中藥聚類組合，類1：黃芩、黃柏、厚樸、金銀花、魚腥草、板藍根、野菊花；類2：艾葉、蒼術、廣藿香、佩蘭、石菖蒲；類3：連翹、桂枝、白芷、貫眾；類4：丁香、荊芥、大青葉。再繪制其聚類樹狀圖，見圖2。

圖2 中藥空氣消毒高頻中藥聚類分析樹狀圖

3 討論

中藥是我國中醫藥傳統瑰寶之一，用于空氣消毒的歷史悠久且應用廣泛，早在《肘后備急方》便首先提出了中藥燒熏的空氣消毒法，如“太乙流金方……中庭燒，溫病人亦燒熏之”等。近年來，醫院環境中運用中藥空氣消毒制劑進行臨床實驗的研究日益增多，研究表明，中藥空氣消毒法是一種經濟安全、快捷有效，獨具中醫藥特色的方法[4]。

本研究共納入117首處方，其中使用頻次≥10的中藥共計20味，占全部藥味的10.53%，占總用藥頻次的56.53%；這表明中藥空氣消毒處方的用藥較為集中，其中使用頻次較高的中藥有艾葉、蒼術、廣藿香、薄荷、金銀花、連翹等；韓軼等[27]報道過艾葉揮發油可在體外抑制呼吸道合胞病毒和流感病毒；此外，蒼術[8]、廣藿香[9]、薄荷[10]、金銀花[11]、連翹[12]均有文獻報道在體內外具有抑制和殺滅病毒的藥理活性。從高頻中藥的功效分析結果來看，頻次最高的中藥主要為清熱藥，而清熱藥中又以清熱解毒藥常見。從高頻中藥的性味、歸經分析結果來看，四氣以溫性為主，五味以辛味為主，歸經以肺、胃經為主。從高頻中藥的主要藥理活性成分來看，其中絕大部分中藥均含有揮發油類成分，中藥揮發油類活性成分在空氣消毒時，不僅可抑制或殺滅空氣中病原微生物，還可經呼吸分布到人口鼻呼吸道黏膜上，對進入到口鼻呼吸道的病原微生物有直接殺滅作用[28]。

基于關聯規則的Apriori算法得到支持度≥10%的中藥組合共9組，置信度≥80%的中藥組合有佩蘭、廣藿香→艾葉和佩蘭、艾葉→蒼術，提示相關性高的中藥組合主要集中在艾葉、蒼術、佩蘭、廣藿香的相互組合；圖1中線條粗細代表著中藥之間的關聯強度，越粗表示中藥間關聯性越強，其中艾葉、蒼術、廣藿香、厚樸之間的鏈接顏色較深，即表明關聯度較強。由此可知，艾葉、蒼術、廣藿香、佩蘭、厚樸等這類具有密切關聯的核心中藥組合配對，是中藥空氣消毒處方的首選。

聚類分析可聚為4類。類1包括黃芩、黃柏、厚樸、金銀花、魚腥草、板藍根、野菊花，主要為清熱解毒類中藥，7味中藥均具有抗感染的藥理活性，如金銀花活性成分可以抗擊呼吸道合胞病毒[29]；板藍根煎劑可以干擾DNA、RNA的復制，抑制病毒的增殖[17]。類2包括艾葉、蒼術、廣藿香、佩蘭、石菖蒲，以化濕藥為主，均有芳香辟濁化濕的作用，可除四時穢濁之氣，其揮發油成分均有抗感染的藥理活性，如佩蘭揮發油可以抗擊流感病毒[14]。類3包括連翹、桂枝、白芷、貫眾；該類中藥主要活性成分揮發油均有抗病毒的藥理活性，如桂枝揮發油可以抗擊甲型流感病毒與柯薩奇病毒B3[30]。類4包括丁香、荊芥、大青葉，3味中藥揮發油都具有抗病毒的藥理活性，如荊芥揮發油可以抗擊甲型H1N1病毒[31]。

4 小結

綜上所述，本研究通過數據挖掘技術揭示了中藥空氣消毒處方核心中藥的配伍規律，得出以下結論：中藥空氣消毒處方以清熱藥、化濕藥最多，其次為解表藥，且暫無不良反應的報道。同時，基于中醫思想對潛在核心中藥組合、聚類組合等進行了科學性與合理性分析，在一定程度上可為臨床空氣消毒或新型中藥空氣消毒制劑的研發提供參考。但基于數據挖掘方法本身存在的局限性，所得結果還應通過實驗研究來進一步驗證，今后將針對上述問題展開進一步研究。