文本挖掘探討青風藤用藥規(guī)律研究

李雨彥 鄭 光 劉 良

(1 澳門科技大學，澳門，999078； 2 蘭州大學，蘭州，730000)

文本挖掘探討青風藤用藥規(guī)律研究

李雨彥1鄭 光2劉 良1

(1 澳門科技大學，澳門，999078； 2 蘭州大學，蘭州，730000)

目的:基于文本挖掘技術探討青風藤用藥規(guī)律。方法：在CBM數據庫中檢索、下載所有涉及青風藤的文獻，通過清洗、降噪及關鍵詞頻統計的數據分層算法，挖掘青風藤治療疾病的規(guī)律，癥狀、證型的分布規(guī)律，中藥配伍、中成藥、西藥、湯劑、針灸聯用規(guī)律,并進行規(guī)律的可視化展示。結果：青風藤主要治療以疼痛、腫脹、強直、畸形為主的病證，中醫(yī)病證要素涉及風、寒、濕、熱、痰、瘀、虛。疾病以現代醫(yī)學的類風濕關節(jié)炎為主，涉及多種風濕類疾病以及慢性腎炎、肝炎、心律失常等。中藥應用方面，青風藤多與祛風除濕類、養(yǎng)血活血類、通絡類、溫經類及補腎類中藥合用。此外，青風藤多與雷公藤多苷、活絡丸等調節(jié)免疫、通絡藥物聯用。結論：數據挖掘技術可以系統、全面、準確總結青風藤的用藥規(guī)律，為拓展該藥的臨床應用及深入研究提供文獻學依據。

文本挖掘；青風藤；中藥；中成藥；西藥

青風藤(Sinomenium acutum)，首載于《本草圖經》，別名為青藤、尋風藤、滇防己、大青木香、青防己，為防己科植物青藤、華防己或青風藤科植物青風藤等的藤莖。青風藤秋冬采老藤，切段，曬干。青風藤性味苦，平，入肝、脾經。具有祛風濕，通經絡，利小便的功效。《本草綱目》記載本藥治風濕流注，歷節(jié)鶴膝，麻痹瘙癢，損傷瘡腫，入酒藥中用?！墩憬炷可剿幹仓尽罚骸靶兴?，瀉下焦血分濕熱。治風水腫，腳氣，風濕關節(jié)疼痛，口眼歪斜，癰腫惡瘡?！薄稖貛X縣藥物資源名錄》：“驅風濕，通經絡。治風寒濕痹，鶴膝風，肢節(jié)腫痛?！薄端幮钥肌罚骸皾癖怨峭?，腿腳轉筋，鶴膝風痿，麻木膚疼，熬膏浸酒，治風有靈”。現代研究發(fā)現，該藥具有抗炎、抑制神經毒性、調節(jié)腦內組胺水平、防治腎間質纖維化、抗心律失常、保護心臟、調節(jié)免疫等作用。臨床上多用于治療類風濕關節(jié)炎、腎病綜合征等疾病。我們借助文本挖掘技術[1]，結合原文獻回溯、人工閱讀分析等方法，對現有青風藤中文文獻進行挖掘，以探討青風藤的用藥規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 文本數據收集 檢索及計算方法概述如下：在中國生物醫(yī)學文獻數據庫(Chinese BioMedical Literature database，CBM，http://sinomed.cintcm.ac.cn/index.jsp)中以“缺省[智能]”狀態(tài)下檢索“青風藤”，共得到文獻400篇(檢索日期：2014年5月4日)，依次下載所有文獻并保存。

1.2 文本數據處理 將收集來的文獻數據，按照下載的先后順序，整合到一個平面文件(后綴txt)里，以ANSI編碼格式保存。然后，利用專有的文本提取工具(軟件著作權，軟著登字第0261882號，登記號2010SR073409)，對下載的非結構化的txt文本數據進行數據信息提取，保存成格式化的、便于大型關系型數據庫(Microsoft SQL Server，簡稱SQL)可處理的格式，然后導入SQL進行下一步的挖掘分析。假設每一篇文獻的貢獻度是相同的，一篇文獻中重復出現的關鍵詞，只需計算1次，據此構建算法進行數據清洗工作[1]。清洗完畢后的數據，既可提取挖掘對象的一維頻次，也可以得到挖掘對象的二維關系，并進行可視化呈現。抽出不同頻次的關鍵詞對，用Cytoscape 3.1軟件進行可視化處理，形成可視化網絡圖，并結合專業(yè)知識進行解析，如發(fā)現不合理的結果，即回溯原始文獻數據集，如果是噪音，仍按算法進行噪音清洗，直至噪音降到滿意為止。最后的結果可視化成圖，結合專業(yè)知識進行結果解析。

2 文本挖掘結果

2.1 青風藤相關文獻的疾病挖掘結果 文本挖掘共提取到15種使用青風藤治療的疾病，按照出現頻次又高至低的順序排列，如圖1所示。根據青風藤治療疾病文獻中，疾病兩兩同時出現的頻次構建疾病網絡關系圖(見圖2)：圖中圓圈內為疾病名稱，連線代表疾病兩兩之間聯系。連線愈多，代表疾病之間關聯程度越高，越處于核心位置；圓圈越大，代表疾病在文獻中出現頻次越高，權重越大。由圖可知，類風濕關節(jié)炎、風濕性疾病、中醫(yī)痹證是青風藤治療的主要疾病。

圖1 青風藤治療疾病頻次分布圖

圖2 青風藤治療疾病網絡關系圖

2.2 青風藤相關文獻的中醫(yī)證型挖掘結果 文本挖掘共提取到8種使用青風藤治療疾病的中醫(yī)證型，如圖3所示。通過中醫(yī)病因、病機要素進行挖掘及構建網絡見圖4，發(fā)現濕熱、風寒、寒濕、痰、瘀、虛是青風藤治療疾病中涉及的主要病證要素。

圖3 青風藤治療疾病涉及中醫(yī)證型分布圖

圖4 青風藤治療疾病中病證要素網絡圖

2.3 青風藤相關文獻的疾病癥狀挖掘結果 文本挖掘提取青風藤相關文獻中疾病癥狀共15項(見圖5)。通過相關癥狀的網絡圖(圖6)，可見青風藤主要治療以疼痛、腫脹、強直為主要癥狀的疾病。

2.4 青風藤相關文獻的中藥挖掘結果 文本挖掘相關文獻中的中藥，頻次大于10的按順序排列如圖7所示。青風藤為頻次最高，防己為其次，通過反查文獻發(fā)現青風藤為防己科植物，別名黑防己、青防己、滇防己，故挖掘結果中的防己屬于噪音，可剔除。通過構建中藥間的網絡關系(圖8)，可以看出青風藤主要與祛風除濕、活血、養(yǎng)血、通絡、補腎、溫經散寒一類藥物連用，如當歸、雷公藤、白芍、黃芪等。

圖5 青風藤治療疾病涉及癥狀分布圖

圖6 青風藤治療疾病癥狀的網絡關系圖

圖7 青風藤相關文獻中藥分布圖

圖8 青風藤相關文獻中藥網絡關系圖

2.5 青風藤相關文獻的中成藥及西藥挖掘結果 對青風藤相關文獻的中成藥及西藥進行挖掘(圖9、圖10)，中成藥挖掘結果中頻次最高的為青風藤的成藥制劑正清風痛寧，其次為雷公藤制劑，其余則為補腎、通絡、散寒一類的成藥。西藥多為鎮(zhèn)痛、抗炎、調節(jié)免疫類藥物。

通過構建中成藥、西藥網絡關系圖，如圖11所示，青風藤、正清風痛寧多與雷公藤、活絡丸等聯用以調節(jié)免疫、通絡止痛。關系圖中提示青藤堿與嗎啡聯系密切，經查找原文后發(fā)現，青藤堿可以拮抗嗎啡誘導的機體成癮性，納洛酮為阿片類受體的拮抗劑，臨床上也證實青藤堿具有治療嗎啡成癮的阿片類戒斷綜合征的療效[2-3]。網絡關系中的磷酸二氫鈉為反相高效液相色譜測定青風藤中青藤堿含量的試劑，屬于噪音，可剔除。

圖10 青風藤相關文獻中西藥分布圖

圖11 青風藤相關文獻中成藥、西藥網絡關系圖

3 討論

文本挖掘是數據挖掘這一交叉學科的一個具體研究領域，在信息時代、大數據條件下應運而生，用于基于文本信息的知識發(fā)現，從海量文本中發(fā)現潛在規(guī)律和趨勢[4-5]。在中醫(yī)藥領域，此方法通過對既往大量文獻數據進行文本收集、分析處理，從而實現對特定規(guī)律、趨勢的呈現，無論對中醫(yī)臨床研究亦或是中藥及復方研發(fā)均提供客觀、可信的證據，進而對該類研究起到一定的指導作用[6-7]。

青風藤具有祛風濕，通經絡，利小便的功效，為治療類風濕關節(jié)炎的臨床常用藥。本研究針對從CBM收集到青風藤相關的400篇文獻，采用日漸成熟的文本挖掘技術[1]，結合回溯原文獻，人工閱讀降噪，參考現代文獻解析，從青風藤所治疾病、中醫(yī)證型、臨床癥狀、聯用中藥、成藥及西藥幾個方面進行挖掘，挖掘的結果既計算其出現的頻次，又展現關聯網絡中的分布情況。

從挖掘結果看，青風藤主要用于治療臨床癥狀以疼痛、腫脹、強直、畸形為主的一類病證，歸屬中醫(yī)痹證范疇，中醫(yī)病證要素主要涉及風、寒、濕、熱、痰、瘀、虛。以現代醫(yī)學的類風濕關節(jié)炎為主，涉及多種風濕類疾病，如脊柱炎、強直性脊柱炎、系統性紅斑狼瘡、痛風等。該結果與傳統中醫(yī)對青風藤及痹證的理論認識相一致。《本草匯言》：“青風藤，散風寒濕痹之藥也，能舒筋活血，正骨利髓，故風病軟弱無力，并勁強偏廢之證，久服常服，大建奇功。須與當歸、枸杞合用方善也。”《本草便讀》：“凡藤蔓之屬，皆可通經入絡，此物善治風疾，故一切歷節(jié)麻痹皆治之，浸酒尤妙。以風氣通于肝，故入肝，風勝濕，濕氣又通于脾也?！敝嗅t(yī)認為痹證是機體正虛衛(wèi)外不固，感受外邪而致。風、寒、濕、熱、痰、瘀痹阻經絡氣血是痹證的基本病機。如《素問·痹論》指出：“風寒濕三氣雜至，合而為痹也。其風氣勝者為行痹，寒氣勝者為痛痹，濕氣勝者為著痹也?！标P于中藥應用的挖掘結果表明，青風藤多與祛風除濕類、養(yǎng)血活血類、通絡類、溫經類及補腎類中藥合用，其中與當歸、雷公藤、白芍、獨活、秦艽、桂枝、黃芪、甘草為最多。聯用成藥及西藥研究發(fā)現，青風藤多與雷公藤、活絡丸等通絡藥物聯用。該結果同樣與既往治療痹證的理念相符。中醫(yī)認為：痹證的治療當以祛風、除濕、散寒、通絡同時兼以養(yǎng)血活血為基本治則，病久感邪深重損傷臟腑當兼以調養(yǎng)氣血、補益肝腎。李中梓《醫(yī)宗必讀·痹》闡明“治風先治血，血行風自滅”的原則，葉天士對痹久不愈、邪入于絡，建議用活血化瘀法治療。此外，現代研究也證實了中藥配伍使用有其科學合理性，研究發(fā)現的青藤堿、芍藥苷合用及單用藥代動力學比較研究發(fā)現：青藤堿、芍藥苷同服大鼠較單純灌胃芍藥苷大鼠血漿芍藥苷濃度顯著升高，峰值時間延遲，AUC增加，平均滯留時間(MRT)延長，提示青藤堿可以顯著提高芍藥苷在體內的生物活性[8]。

挖掘結果中系統、全面的總結了青風藤所致疾病，參看現代醫(yī)學的機制研究可以佐證該研究結果的正確性。文獻研究表明青藤堿具有廣譜的鎮(zhèn)痛作用，對機械性損傷性疼痛、炎癥誘發(fā)的熱性敏感性疼痛、中樞及外周神經損傷性疼痛均有較好的鎮(zhèn)痛效果，且其鎮(zhèn)痛未發(fā)現不良反應，效應不能被阿片類受體拮抗劑納洛酮阻斷[9]。青風藤治療類風濕關節(jié)炎的機制與青藤堿可降低髓樣分化因子MyD88的表達，下調炎癥、改善炎癥介導的關節(jié)損害[10]，抑制成纖維樣滑膜細胞CD147、MMP-2、MMP-9的表達，下調細胞的侵蝕及遷移能力[11]，拮抗關節(jié)軟骨的降解、抑制軟骨凋亡[12]，抑制血管生成[13]有關。青風藤具有保護腎功能、防治腎臟間質纖維化的作用[14],其機制可能與青藤堿抑制NF-κB通路，改善腎臟組織內的炎癥反應，下調小管細胞MAPK通路，改善凋亡[15]，調節(jié)腎臟nephrin，podocin蛋白的表達，保護足細胞有關[14]。青藤堿舒張血管、降血壓的機制[17-18]與其抑制血管內皮細胞的鈣離子流、PKC、β腎上腺素能受體活性，激活NO合成酶及前列環(huán)素合成酶有關；青藤堿還可抑制心室心肌細胞的鈣離子流、同步延遲鉀離子流，進而延長心肌細胞動作電位時間，通過調節(jié)離子通道和血流起到抗心衰、心律失常、保護心功能的作用[19]。除此之外，研究發(fā)現小花青風藤膠囊對CCl4和D-半乳糖致小鼠急性肝損傷具有一定保護作用，其可以降低肝損傷小鼠血清中的ALT、AST、MDA水平和肝臟指數,升高血清中SOD含量,改善肝臟病理損傷[20]。

本研究應用日漸成熟的文本挖掘技術[21]，從中藥的角度深入、立體地研究了青風藤的用藥規(guī)律，對青風藤及相關病、證、方、藥規(guī)律進行了比較全面的總結，并結合現代機制研究文獻進行佐證。該結果不僅與傳統中醫(yī)理論相一致，且與現代臨床用藥實際及機制研究相符，說明文本挖掘技術在中藥用藥規(guī)律研究中具有全面、系統、穩(wěn)定、準確的特點。該技術在拓展臨床用藥范疇和思路方面，為臨床醫(yī)生提供了參考。

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(2015-05-13收稿 責任編輯：洪志強)

Treatment Rules of Sinomenium Acutum by Text Mining

Li Yuyan1, Zheng Guang2, Liu Liang1

(1MacauUniversityofScienceandTechnology,Macau999078; 2LanzhouUniversity,Gansu730000,China)

Objective:The study summarized the treatment rules of Sinomenium acutum (Menispermaceae, SA) using text mining techniques. Methods: Firstly, we conducted text-mining by collecting related literatures about SA from Chinese Biomedical Literature (CBM) Database. Then structured query language was used to do data processing as well as data stratification. Algorithm was used to analyze the basic laws of symptom, TCM pattern, TCM herb compatibility and drug combination. Results:Sinomenium Acutum was mainly used to treat diseases with symptoms such as ache, swelling, stiffness, malformation, etc. Wind, cold, wetness, heat, sputum, stasis and deficiency were the main etiology and pathology. Sinomenium Acutum was always used in combination with herbs with the functions of dispelling wind and eliminating dampness, nourishing the blood and promoting blood circulation, dredging collaterals, warming meridians and nourishing kidney. Conclusion: By text mining we summarized the treatment rules of Sinomenium Acutum in a systematic, comprehensive and precise way, providing literature basis for future clinical application and drug research．

Text mining; Sinomenium Acutum; Herbs; TCM Patent medicine; Western medicine

國家自然科學基金面上項目：隸屬度和互模擬數學方法在類風濕關節(jié)炎分類中的應用基礎研究(編號：81072982)

李雨彥，博士，從事治痹中藥的數據挖掘研究

劉良，博士，博士研究生導師，教授，主要從事痹證中藥的療效及作用機制研究

R932

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2015.06.004