王階治療冠心病用藥規律研究*

劉金壘,惠小珊,程諾,2,李興業,2,張振鵬,王階

1.中國中醫科學院廣安門醫院,北京 100053; 2.北京中醫藥大學研究生院,北京 100029

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(簡稱“冠心病”)是全球重大公共衛生問題,是一種主要的死亡危險因素[1]。中醫藥在防治冠心病方面有悠久的歷史,相關研究表明,中醫藥在防治冠心病及相關危險因素方面具有一定的特色和優勢[2]。全國名中醫辨證論治冠心病的診療經驗和經驗深層的診療規律研究是中醫經驗傳承和臨床療效提升的關鍵。王階教授從事中醫臨床與研究40余年,在冠心病的中醫診療方面做了大量的臨床和研究,積累了非常豐富的理論和診療經驗,獲全國名中醫、岐黃學者、岐黃工程首席科學家稱號。

本研究對全國名中醫王階教授診療冠心病的臨床處方和診療經驗進行收集和整理,建立王階教授冠心病診療臨床醫案數據庫,運用中藥頻次分析、中藥共現網絡分析、處方用藥功效分析、聚類分析、關聯規則分析等方法,對冠心病的診療醫案進行定性和定量分析,充分挖掘其診斷和治療冠心病的辨證論治規律,為王階教授診斷和治療冠心病的寶貴經驗傳承提供參考和依據。

1 資料與方法

1.1 數據來源本研究所用處方數據來源于王階教授診治的冠心病醫案的中藥處方一共425條。

1.2 數據篩選

1.2.1 納入標準(1)醫案有明確的西醫診斷,診斷為冠心病;(2)醫案記錄完整;(3)使用中藥治療;(4)中藥處方字段記錄完整。

1.2.2 排除標準(1)醫案記錄不完整;(2)中藥處方字段記錄不完整(如藥味缺失、有方無藥等)。

依據上述醫案數據納入標準與排除標準,從王階教授冠心病醫案425條中,篩選出明確診斷為冠心病的有效和完整醫案398條,對醫案逐條核對并整理后納入并建立王階教授冠心病醫案數據庫。

1.3 中藥處方的預處理與標準化中藥處方數據預處理與標準化的目的是將中藥處方中使用的中藥名稱標準化,以便更好地挖掘和分析處方中的潛在規律。相同的一味中藥,可能存在別名和炮制名稱不同從而有不同的描述,如“法半夏”與“半夏”,以及“三七”和“三七粉”等。

本研究參考《中華人民共和國藥典》[3]《中藥學》[4]等構建中藥標準化字典庫,將醫案的中藥處方中不同中藥名稱統一為標準名稱。將“生山楂”“山楂”合并為“山楂”,將“旋復花”和“旋覆花”合并為“旋覆花”,將“三七”和“三七粉”合并為“三七”等。

本研究采用Excel2021軟件進行中藥處方數據的錄入和存儲。錄入方法為雙人雙機分別單獨錄入,數據錄入完成后由第3人進行數據錄入核驗,以確保中藥處方數據錄入和數據的標準化過程的準確性。

1.4 中藥用藥頻次和共現網絡分析使用R軟件(Version 4.2.0)統計標準化后的中藥處方數據集,統計中藥處方中的用藥頻次和頻率,并使用Cytoscape軟件(Version 3.9.0)繪制處方中使用的中藥共現網絡。

1.5 處方用藥的功效分析參考《中華人民共和國藥典》[3]和《中藥學》[4],對上述獲取的高頻中藥進行中藥功效分析。

1.6 處方用藥的聚類分析采用聚類方法研究中藥處方數據集中的藥味組合規律。基于標準化的中藥處方數據構建藥材圖網絡,然后通過網絡節點表示學習方法得到每一味藥材的嵌入表示向量,基于嵌入表示向量,采用聚類方法獲得處方中藥之間的聚合關系。主要的聚類參數包括:采用Ward方法度量不同簇之間的距離,簇間相似性采用Euclidean距離來衡量。

1.7 處方用藥的配伍規則分析使用R軟件(Version 4.2.0)進行中藥配伍規則分析,采用Apriori關聯規則算法,最小支持度(support)設置為0.6,最小置信度(confidence)設置為0.7,對中藥的配伍規則進行挖掘分析。

2 結果

2.1 中藥用藥頻次和共現網絡分析經統計,醫案數據集中共包含中藥248味,按照設定的中藥處方數據預處理和標準化方法進行處理后,共得到196味中藥。用藥頻次共計8 056次,平均每首中藥處方使用中藥20.2味。其中用藥頻次在100次以上的有30味,如圖1所示。王階教授診療冠心病處方中高頻中藥有黃芪、肉蓯蓉、甘草、巴戟天、半夏、川芎、黨參、丹參、瓜蔞、薤白、赤芍、桂枝、紅花、黃連、茯苓、柴胡、神曲等。

圖1 王階教授治療冠心病處方高頻中藥(前30味)

本研究統計了處方中藥的共現關系,并使用Cytoscape(Version 3.9.0)軟件繪制了中藥共現網絡圖,將中藥的共現關系使用網絡的Degree值和網絡中邊的寬度來表示,節點的Degree值越大,則代表中藥的出現頻次越高,同時節點之間的邊越稠密,表示節點共同出現的頻次也就越高。網絡中聯結節點邊的寬度越大,表示邊聯結的節點共同出現在處方中的頻次就越大。如圖2所示,節點的大小代表節點的Degree值,邊的寬度代表邊聯結的中藥節點的共現頻次。共現網絡中的重要節點有肉蓯蓉、黃芪、甘草、巴戟天、黨參、丹參、川芎、半夏、瓜蔞、薤白、桂枝、柴胡、黃連、赤芍、茯苓等。

圖2 王階教授治療冠心病處方中藥共現網絡

2.2 處方用藥的功效分析本研究對王階教授治療冠心病的處方用藥進行中藥功效分析。上述30味高頻中藥的功效按中藥頻次從高到低排序,分別為補虛藥(如黃芪、肉蓯蓉、甘草、巴戟天等)、活血化瘀藥(如川芎、丹參、紅花、降香等)、化痰止咳平喘藥(如半夏、瓜蔞)、清熱藥(如赤芍、黃連)、解表藥(如桂枝、柴胡)、消食藥(如神曲、山楂)、祛風濕藥(如桑寄生、獨活)、理氣藥(如薤白)等。見表1。其中補虛藥的使用頻次最高為2 148次(25.26%),即平均每應用4味中藥就有1味是補虛藥,其次為活血化瘀藥為1 046次(12.30%),即平均每應用8味中藥就有1味是活血化瘀藥。然后分別是化痰止咳平喘藥、清熱藥、解表藥、消食藥、祛風濕藥和理氣藥。

表1 王階教授治療冠心病處方的中藥功效分析

2.3 處方用藥的聚類分析通過構建圖網絡和嵌入表示矩陣統計醫案集中的中藥出現頻次,并去除頻次低于20次的低頻中藥后,得到納入聚類分析的中藥共計79味,圖3為使用聚類算法得到的聚類區塊圖。

圖3 王階教授治療冠心病處方的中藥聚類區塊圖

從處方用藥的聚類區塊圖,可以得到每一個聚類的具體藥材名稱,如表2所示。

表2 王階教授治療冠心病處方的中藥聚類

2.4 處方用藥的配伍規則分析通過使用R軟件的關聯規則算法,對王階教授診療冠心病處方中的用藥配伍規律進行關聯規則分析。見圖4。

圖4 王階教授治療冠心病處方的關聯規則分析

從圖4中可以看出,王階教授治療冠心病常用中藥配伍有:薤白-半夏-瓜蔞(含瓜蔞-薤白,瓜蔞-半夏,薤白-半夏等),巴戟天-甘草-黃芪-肉蓯蓉(含黃芪-肉蓯蓉,巴戟天-肉蓯蓉,巴戟天-黃芪,甘草-肉蓯蓉等),黨參-肉蓯蓉,黨參-黃芪,川芎-肉蓯蓉-黃芪,丹參-肉蓯蓉,丹參-黃芪等。

3 討論

冠心病是一種重要的死亡因素,在有些國家占據單一死亡原因的第一位[1]。我國冠心病的發病率也處于上升趨勢,《中國心血管健康與疾病報告2021概要》[5]顯示,2019年中國城市居民和農村居民冠心病病死率分別達121.59/10萬和130.14/10萬,并繼續增長。冠心病在中醫學中歸于“胸痹”“真心痛”等范疇,中醫學在防治冠心病領域已有數千年的臨床實踐,也具有一定的診療特色和優勢[2]。本研究在收集和整理全國名中醫王階教授冠心病診療數據的基礎上進行了處方用藥的頻次分析和共現網絡分析以及處方用藥的功效分析。依據處方建立圖網絡,使用節點嵌入表示學習方法,建立嵌入表示矩陣,在嵌入表示矩陣的基礎上進行了處方用藥的聚類分析以及常用中藥的配伍規則分析等。

王階教授治療冠心病處方用藥頻次分析和共現網絡分析顯示,黃芪、肉蓯蓉、甘草、巴戟天、半夏、川芎、黨參、丹參、瓜蔞、薤白、赤芍、桂枝、紅花、黃連、茯苓、柴胡、神曲等同時為高頻中藥和共現網絡的重要節點。處方用藥的功效分析顯示,補虛藥應用頻次最高,其次為活血化瘀藥。處方用藥的聚類分析顯示,高頻中藥的聚類有聚類1“茯苓、白術、柴胡、當歸、陳皮、升麻”,聚類2“桂枝、生姜、大棗、白芍、懷牛膝、酸棗仁、龍骨、牡蠣”,聚類3“半夏、薤白、瓜蔞”,聚類4“黨參、巴戟天、甘草、黃芪、肉蓯蓉”,聚類5“獨活、桑寄生”,聚類6“黃連、蒲黃、延胡索”,聚類7“神曲、山楂”,聚類8“紅花、降香、丹參、赤芍、川芎”等。處方用藥的配伍規則分析顯示,常用中藥配伍有:薤白-半夏-瓜蔞,巴戟天-甘草-黃芪-肉蓯蓉,黨參-肉蓯蓉,黨參-黃芪,川芎-肉蓯蓉-黃芪,丹參-肉蓯蓉,丹參-黃芪等。

高頻中藥和共現網絡重要節點中,黃芪、黨參、柴胡、甘草為補中益氣湯的主要成分,肉蓯蓉、巴戟天等為補腎中藥,半夏、瓜蔞、薤白、桂枝分別為瓜蔞薤白半夏湯和枳實薤白桂枝湯的主要成分,川芎、赤芍、紅花、丹參為冠心2號方的主要成分。聚類1包含的中藥為補中益氣湯的主要成分,聚類2的中藥是桂枝加龍骨牡蠣湯的主要成分加上養血安神的酸棗仁等,聚類3的中藥是瓜蔞薤白半夏湯的成分,聚類4是黨參-黃芪藥對和肉蓯蓉-巴戟天藥對的組合,聚類5是獨活-桑寄生藥對,聚類6主要為蒲黃-延胡索活血化瘀藥對,聚類7是神曲-山楂藥對,聚類8是冠心2號方。常用中藥配伍有瓜蔞薤白半夏湯、巴戟天-肉蓯蓉藥對和黨參-黃芪藥對等,還有活血化瘀藥川芎、丹參與補虛藥肉蓯蓉、黃芪的配伍。

補中益氣湯出自金元四大家之一李東垣所著的《脾胃論》。隨著人們生活水平的提高,工作和生活壓力的增大,往往造成飲食失節和情志失調。中焦脾胃被飲食、情志等因素所傷,脾胃生化氣血的功能受阻,損傷后天之本,往往導致痰瘀阻滯以及冠心病的發生和發展,這也與用藥功效分析中,補虛藥和活血化瘀藥占比最大的特點相互印證。補中益氣湯能夠調補中焦脾胃之氣,促進脾胃生化氣血,氣血生化功能恢復,則血脈痰瘀阻滯可隨之化解。現代研究表明,補中益氣湯具有抗氧化和抑制細胞凋亡的作用,對于心肌損傷具有調節作用[6]。

肉蓯蓉-巴戟天是王階教授針對腎氣虛患者的常用藥對,主要解決腎虛的問題。現代研究表明,肉蓯蓉具有抗氧化,消除自由基和抗疲勞等功效,此外肉蓯蓉還具有提高心肌線粒體抗氧化的作用[7],巴戟天的有效成分巴戟天醇也具有增強心肌細胞抗氧化的作用[8]。

瓜蔞薤白半夏湯和枳實薤白桂枝湯均為中醫經典《金匱要略》中治療胸痹(冠心病)的經典名方,千余年來在冠心病的治療領域發揮著重要的作用。現代研究表明,瓜蔞和薤白具有增加冠狀動脈流量,提高缺氧耐受和抑制血小板聚集的作用[9],半夏具有抑制血栓形成[10]和抗心律失常作用,瓜蔞薤白半夏湯具有降低心肌損傷大鼠的心肌病理變化,抑制線粒體功能障礙的作用[11]。枳實薤白桂枝湯由枳實、薤白、桂枝、瓜蔞等中藥組成,現代研究表明,枳實薤白桂枝湯具有干預氧化應激損傷,對冠狀動脈痙攣引起的心肌缺血具有保護作用[12],對心肌缺氧具有一定的治療作用[13]。

冠心2號方[14]由川芎、赤芍、紅花、降香和丹參組成,為王階教授臨床治療冠心病行之有效的經驗方,已被納入冠心病穩定型心絞痛中醫診療指南,是指南中針對冠心病心血瘀阻型的推薦方劑[15]。現代研究表明,川芎具有保護血管內皮[16]和增強心肌收縮力[17]的作用,赤芍具有增加冠狀動脈血流量[18]和抑制血小板聚集[19]的作用,紅花具有保護血管內皮、促進血管新生和抑制斑塊形成[20]的作用,丹參具有抑制血小板聚集[19]、穩定斑塊[21]以及改善血管內皮損傷[22]等作用。由此可以認為,冠心2號方針對冠心病的各個病理階段都有治療效果,具有重要的臨床價值。

桂枝加龍骨牡蠣湯是中醫經典《金匱要略》中針對虛勞的名方。此方雖然為桂枝類方,但組成上以龍骨、牡蠣為君藥潛陽安神,配桂枝溫通心陽,暢行血脈,白芍、甘草酸甘化陰,以除虛勞之失眠、心悸等。臨床研究表明,桂枝加龍骨牡蠣湯對于失眠心悸有良好的效果[23-24]。本方針對冠心病患者因心血虧虛的虛勞表現如失眠心悸等問題具有調節作用。

神曲-山楂藥對是王階教授經常用于治療冠心病伴有飲酒偏好和血脂異常有血管斑塊患者的加減藥味,神曲消食專化酒食陳腐,山楂化食善消肉食油膩,此外山楂還具有活血化瘀的功效,配伍使用能夠化瘀消斑對于冠心病伴有相應特點的患者療效顯著。

獨活-桑寄生藥對都屬于祛風濕藥,王階教授在多年臨床實踐中發現,冠心病患者使用一定的祛風濕藥,往往具有特殊的臨床療效,祛風濕藥對于冠心病的相關調控機制尚在研究進程中。

本研究在收集和整理王階教授診療冠心病處方和經驗的基礎上,運用多種數據挖掘與分析方法,充分挖掘其診斷和治療冠心病的辨證論治規律。王階教授對于補虛藥和活血化瘀藥的高頻使用,有效的經驗方和藥對的使用,是中醫診治冠心病的寶貴經驗。