基于文本挖掘技術(shù)探索黃芪建中湯的應(yīng)用規(guī)律*

趙雨坤，羅 丹，鄭 光，李 立，邊艷琴，宋夢(mèng)夢(mèng)，呂愛(ài)平，何小鵑△

(1．上海中醫(yī)藥大學(xué)，上海 201203;2．中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)臨床基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所，北京 100700; 3．北京中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，北京 100029;4．蘭州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，蘭州 730000)

基于文本挖掘技術(shù)探索黃芪建中湯的應(yīng)用規(guī)律*

趙雨坤1，2，羅 丹3，鄭 光4，李 立2，邊艷琴1，2，宋夢(mèng)夢(mèng)4，呂愛(ài)平2，何小鵑2△

(1．上海中醫(yī)藥大學(xué)，上海 201203;2．中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)臨床基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所，北京 100700; 3．北京中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，北京 100029;4．蘭州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，蘭州 730000)

目的:基于文本挖掘技術(shù)探索黃芪建中湯用藥規(guī)律。方法:在中國(guó)生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)服務(wù)系統(tǒng)中收集黃芪建中湯文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，利用文本挖掘方法挖掘相關(guān)疾病及中醫(yī)證候、癥狀、西藥等規(guī)律，制作網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖。結(jié)果:在與疾病相關(guān)性中，常用于治療消化性潰瘍、胃炎、腫瘤等疾病;在與證候相關(guān)性中，常用于脾胃虛寒、肝胃不和等證;在與癥狀相關(guān)性中，常用于潰瘍、胃痛、里急等癥狀;在與西藥聯(lián)用中，常聯(lián)用奧美拉唑、阿莫西林等西藥。結(jié)論:利用文本挖掘技術(shù)獲得了比較客觀全面的黃芪建中湯用藥規(guī)律，可為臨床應(yīng)用提供有益參考。

文本挖掘;黃芪建中湯;用藥規(guī)律

黃芪建中湯是醫(yī)圣張仲景所創(chuàng)，以小建中湯加黃芪而成，屬建中法的類方，又是桂枝湯的變法。該方具有健脾益氣、緩急止痛、溫中補(bǔ)虛的功效，臨床對(duì)脾虛引起的各系統(tǒng)疾病有較好的療效。但由于黃芪建中湯主治癥狀多而復(fù)雜，除有五臟氣血陰陽(yáng)俱虛的諸不足外，也有氣血陰陽(yáng)不和的里急、寒熱等癥狀，導(dǎo)致臨床用藥在證候選擇、西藥聯(lián)用方面存在諸多不足之處。

文本挖掘又稱為文本數(shù)據(jù)挖掘，是指為發(fā)現(xiàn)知識(shí)，從文本數(shù)據(jù)中抽取隱含的、以前未知的、潛在有用的模式的過(guò)程。它是一個(gè)分析文本數(shù)據(jù)、抽取文本信息，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)文本知識(shí)的過(guò)程［1］。文本挖掘應(yīng)用于中醫(yī)藥領(lǐng)域，能從大量的中醫(yī)藥文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)知識(shí)，廣泛用于中醫(yī)臨床研究和中藥復(fù)方研發(fā)等多個(gè)方面，為中西醫(yī)藥研究提供新的思路和途徑。本文借助課題組不斷成熟的文本挖掘技術(shù)［2-3］，結(jié)合原文獻(xiàn)回溯、人工閱讀分析等方法，對(duì)現(xiàn)有黃芪建中湯的中文文獻(xiàn)進(jìn)行挖掘，進(jìn)一步分析黃芪建中湯的臨床應(yīng)用規(guī)律，為古方新用提供可靠依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 文本數(shù)據(jù)收集

在中國(guó)生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)(Chinese BioMedical Literature Database， CBM， http:// sinomed．cintcm．a(chǎn)c．cn/index．jsp)中，“精確匹配”狀態(tài)下以“黃芪建中湯”為檢索詞進(jìn)行檢索，共得到507篇文獻(xiàn)(檢索日期:2014年3月1日)后下載，作為文本數(shù)據(jù)挖掘的原始數(shù)據(jù)。

1.2 文本數(shù)據(jù)處理

①數(shù)據(jù)收集:將收集所得數(shù)據(jù)按先后順序排列并整合到一個(gè)平面文件(后綴txt)里，并按照ANSI編碼格式保存;②數(shù)據(jù)提取與保存:利用文本提取工具(軟件著作權(quán)，軟著登字第0261882號(hào)，登記號(hào)2010SR073409)，對(duì)下載的非結(jié)構(gòu)化txt文本數(shù)據(jù)進(jìn)行信息提取并保存數(shù)據(jù)庫(kù)(Microsoft SQL Server，以下簡(jiǎn)稱SQL)處理格式，然后導(dǎo)入SQL中進(jìn)行下一步的挖掘分析;③數(shù)據(jù)處理:同一篇文獻(xiàn)中重復(fù)出現(xiàn)的關(guān)鍵詞只需要計(jì)算1次，清洗完畢后的數(shù)據(jù)既可以提取挖掘?qū)ο蟮囊痪S頻次，也可以得到挖掘?qū)ο蟮亩S關(guān)系，并進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。抽出不同頻次的關(guān)鍵詞對(duì)，用Cytoscape 2.8軟件進(jìn)行可視化處理，形成可視化的網(wǎng)絡(luò)圖，然后對(duì)網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行解析。若發(fā)現(xiàn)不合理的結(jié)果，可回溯文章結(jié)合實(shí)際進(jìn)行噪音消除。

2 結(jié)果

2.1 黃芪建中湯相關(guān)的疾病

圖1顯示，利用數(shù)據(jù)挖掘得到相關(guān)疾病47種，其中出現(xiàn)頻數(shù)最高的有10種疾病。黃芪建中湯在消化系統(tǒng)疾病的用藥中較為常見(jiàn)，其中消化性潰瘍文本挖掘到的頻數(shù)為93，胃炎、慢性胃炎、功能性消化不良、結(jié)腸炎、胃癌、潰瘍性結(jié)腸炎出現(xiàn)的頻數(shù)依次為45、23、8、7、7、7。除此之外，腫瘤(頻數(shù)10)、婦科(頻數(shù)6)及痹癥(頻數(shù)5)等相關(guān)疾病也常用到黃芪建中湯。

圖1 疾病頻次圖

2.2 黃芪建中湯對(duì)應(yīng)的證候

表1顯示，文本挖掘共提取中醫(yī)證候56項(xiàng)，其中出現(xiàn)頻數(shù)最高的有前10項(xiàng)證候，脾胃虛寒和胃虛寒的文獻(xiàn)頻次最高均為49，除此之外，脾氣虛、肝胃不和、氣虛也為常見(jiàn)證候，頻次依次為9、8、6。

表1 證候頻數(shù)表

圖2顯示，本文共提取到124組證候組合，并把提取到的證候組合構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)圖。圖2為文獻(xiàn)頻次≥3的相關(guān)證候網(wǎng)絡(luò)分布圖，網(wǎng)絡(luò)中證候的顯示度和結(jié)點(diǎn)的大小正相關(guān)，連線表示相關(guān)性。圖2顯示，黃芪建中湯與脾胃虛寒證關(guān)聯(lián)度很高，同時(shí)與氣滯血瘀、肝胃不和證存在相關(guān)性，氣滯血瘀、肝胃不和與脾胃虛寒存在相關(guān)性，與胃虛寒也存在相關(guān)性。

圖2 證候關(guān)聯(lián)圖

2.3 黃芪建中湯相關(guān)的癥狀

圖3顯示，本文共提取到癥狀65項(xiàng)，其中出現(xiàn)頻數(shù)最高的有前10項(xiàng)。圖4顯示，共提取到癥狀組合234組，把提取到的癥狀組合頻次≥3的結(jié)果構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)圖(圖4)，網(wǎng)絡(luò)中癥狀的顯示度和結(jié)點(diǎn)的大小正相關(guān)，連線表示相關(guān)性。圖3顯示，潰瘍文本挖掘到的頻數(shù)為158，胃痛、里急、腹痛、腹瀉、腹脹、發(fā)熱、嘔吐、乏力、嘈雜出現(xiàn)的頻數(shù)依次為15、11、10、10、7、7、7、5、5;圖4的網(wǎng)絡(luò)以潰瘍、腹脹為核心，涉及到里急、惡心、嘔吐、腹痛等消化系統(tǒng)疾病癥狀以及自汗、盜汗、短氣等全身癥狀。

圖3 癥狀頻次圖

圖4 癥狀關(guān)聯(lián)圖

2.4 黃芪建中湯常聯(lián)合使用的西藥

本文共提取到西藥組合50項(xiàng)，并把提取到西藥組合結(jié)果構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)圖(圖5)。圖5為相關(guān)西藥頻次≥3的網(wǎng)絡(luò)分布圖，網(wǎng)絡(luò)中西藥的顯示度和結(jié)點(diǎn)的大小正相關(guān)，連線表示其相關(guān)性。圖5顯示，黃芪建中湯與西藥奧美拉唑相關(guān)性高，阿莫西林與黃芪建中湯存在相關(guān)性的同時(shí)，與奧美拉唑存在相關(guān)性?？死顾?、甲硝唑與奧美拉唑也存在相關(guān)性。

圖5 西藥關(guān)聯(lián)圖

3 討論

上述結(jié)果表明，黃芪建中湯主要用于治療脾胃虛寒證，癥見(jiàn)消化性潰瘍等?；厮菰墨I(xiàn)數(shù)據(jù)集發(fā)現(xiàn)，黃芪建中湯以治療消化系統(tǒng)疾病而著稱，對(duì)十二指腸潰瘍、胃潰瘍、胃炎等引起的胃脘部疼痛屬于脾胃虛寒者療效肯定［4］。臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示，黃芪建中湯治療消化性潰瘍的療效顯著。何永宜［5］等用黃芪建中湯治療消化性潰瘍45例，患者服藥2周后41例自覺(jué)癥狀消失，有效率91%，其中36例經(jīng)胃鏡檢查已愈合，愈合率80%;杜利民［6］等以黃芪建中湯聯(lián)合奧美拉唑、阿莫西林、克拉霉素治療35例消化性潰瘍，有效率91.43%。這些數(shù)據(jù)均可說(shuō)明文本挖掘的結(jié)果與臨床試驗(yàn)結(jié)果一致。

《金匱要略》中有“虛勞里急，諸不足，黃芪建中湯主之”，而“虛勞里急諸不足”都是由于脾胃不足、脾胃虛寒引起。黃芪建中湯由黃芪、大棗、白芍、桂枝、生姜、甘草、飴糖組成，本方以黃芪、大棗、甘草補(bǔ)脾益氣，桂枝、生姜溫陽(yáng)散寒，白芍緩急止痛，飴糖補(bǔ)脾緩急。本方重在溫養(yǎng)脾胃，是治療虛寒性胃痛的主方。黃芪建中湯以黃芪為君藥，從現(xiàn)代藥理研究結(jié)果可知，黃芪主要含有黃芪皂甙類、黃芪多糖類、黃酮類、氨基酸類及少量微量元素類成分［7］。其中，黃芪多糖脂質(zhì)體有較強(qiáng)的免疫促進(jìn)作用［8-9］，具有抗氧化損傷以及抑菌和抑病毒作用［10］?？梢?jiàn)，黃芪建中湯治療胃潰瘍也符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的藥理研究結(jié)果。

這一結(jié)果不僅得到臨床用藥試驗(yàn)的佐證，且與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的藥理研究結(jié)果相符，說(shuō)明該方法應(yīng)用于中藥用藥規(guī)律研究具有穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，也為中藥古方新用提供了有益的參考?；谳^為成熟的文本挖掘技術(shù)，我們可以轉(zhuǎn)變從疾病角度探討用藥規(guī)律的思路，嘗試從大數(shù)據(jù)、多角度更深入立體地研究中藥的用藥規(guī)律。本研究成功展示了黃芪建中湯治療的高頻次疾病、證候、癥狀等，是對(duì)黃芪建中湯相關(guān)“病-證-癥”規(guī)律的一次比較全面的總結(jié)。但目前此技術(shù)仍存在噪音干擾，需要大量人工降噪工作，且此項(xiàng)研究還要依賴于文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)的質(zhì)量也決定了研究的成敗。

綜上，文本挖掘獲得的結(jié)果不僅與臨床用藥實(shí)際接近，且系統(tǒng)總結(jié)了黃芪建中湯在臨床實(shí)踐中的用藥規(guī)律，為臨床醫(yī)生提供了參考。以藥物名稱作為關(guān)鍵詞檢索文獻(xiàn)進(jìn)行挖掘是文本挖掘的一種新嘗試，為更深層次全方位的中藥方劑學(xué)應(yīng)用研究提供了科學(xué)參考。

［1］ Kodratoff Y．Knowledge Discovery in Texts:A Definition and Applications．In:Proc of the 11thInternational Symposium on Foundations of Intelligent Systems［J］．London，UK:Springer-Verlag，1999:16-29．

［2］ Zheng G，Jiang M，He X J，et al．Discrete derivative:a data slicing algorithm for exploration of sharing biological networks between rheumatoid arthritis and coronary heart disease［J］．Bio Data Min，2011，4:18．

［3］ 譚勇，楊靜，趙寧，等．利用文本挖掘技術(shù)探索中西藥治療慢性乙型肝炎的用藥規(guī)律［J］．中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2011，17 (24):311．

［4］ 蔣朱秀．黃芪建中湯臨床及實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展［J］．浙江中醫(yī)雜志，2005，1:41-43．

［5］ 何永宜，何智芳．黃芪建中湯為主治療消化性潰瘍45例［J］．南華大學(xué)學(xué)報(bào)·醫(yī)學(xué)版，2003，31(2):234-236．

［6］ 杜利民，王啟．奧美拉唑+克拉霉素片+阿莫西林膠囊聯(lián)合加味黃芪建中湯治療脾胃虛寒型胃脘痛效果分析［J］．社區(qū)醫(yī)學(xué)雜志，2013，11(7):34-35．

［7］ 劉星階，哈正坤．黃芪成分和藥理活性研究進(jìn)展［J］．上海醫(yī)藥，1995，1(2):23．

［8］ 張成明，楊艇艦，于金玲，等．黃芪對(duì)感染性休克大鼠保護(hù)作用的實(shí)驗(yàn)研究［J］．中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合急救雜志，2005，12(6): 373．

［9］ 張成明，于金玲，王海霞，等．黃芪對(duì)感染性休克大鼠心肌損傷的影響［J］．中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合急救雜志，2007，14(1):47．

［10］ 曹煥軍，張成明，孫永紅，等．黃芪對(duì)大鼠應(yīng)激性胃潰瘍的預(yù)防作用［J］．臨床急診雜志，2008，9(3):161-163．

Exploring the Treatment Principle of Huang Qi Jian Zhong Decoction Based on Text Mining

ZHAO Yu-kun1，2，LUO Dan3，ZHENG Guang4，LI Li2，BIAN Yan-qin1，2，SONG Meng-meng4，LV Ai-ping2，HE Xiao-juan2△
(1．Shanghai University of Traditional Chinese Medicine，Shanghai 201203，China;2．Institute of Basic Research in Clinical Medicine，China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100700，China;3．School of Basic Medical Sciences，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100029，China;4．School of Infomation Science and Engineering，Lanzhou University，Lanzhou 730000，China)

Objective:To Explore the treatment principle of Huang qi jian zhong Decoction with text mining technique．Methods:All the references of Huang qi jian zhong Decoction were collected from Chinese BioMedical Literature Database (CBM)，and then the rules of the relative diseases，Chinese medical pattern，syndromes and western medicines were analyzed．Finally，a network was set up．Results:The diseases such as peptic ulcer，gastritis and tumor were often treated with Huang qi jian zhong Decoction．The traditional Chinese medicine syndromes of Huang qi jian zhong Decoction treated were mainly correlated with insufficiency cold of the spleen and stomach and disharmony between the liver and the stomach．The frequently reported symptoms of Huang qi jian zhong Decoction treated were ulcer，stomachache and tenesmus．For western medicines，Huang qi jian zhong Decoction was usually used together with omeprazole and amoxicillin．Conclusions: Comprehensive and systematic treatment principle of Huang qi jian zhong Decoction is obtained by text mining，which is helpful in clinical application．

Text mining;Huang qi jian zhong Decoction;Treatment principle

R969．3

A

1006-3250(2015)10-1305-02

2015-02-11

國(guó)際科技合作專項(xiàng)(2014DFG32700);國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(81503388)

趙雨坤(1987-)，男，醫(yī)學(xué)博士，從事中醫(yī)藥防治自身免疫疾病的機(jī)制研究。

何小鵑，女，副研究員，醫(yī)學(xué)博士，從事中西醫(yī)結(jié)合免疫性疾病的臨床與基礎(chǔ)研究，E-mail:hxj19@126．com。