基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法分析中藥臨床治療胸痹的作用機(jī)制

段錦龍　姚魁武　馮瀟瀟　曹玨　于宙

[摘要] 胸痹在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)主要屬于冠心病范疇，中醫(yī)藥治療胸痹療效顯著。該研究采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的方法對(duì)中醫(yī)藥治療胸痹方劑核心中藥配伍的潛在作用機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。首先，篩選中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)（CNKI）中運(yùn)用中醫(yī)方劑治療胸痹的臨床研究文獻(xiàn)。其次，運(yùn)用中醫(yī)傳承輔助平臺(tái)軟件（V2.5）建立數(shù)據(jù)庫(kù)，分析中醫(yī)藥治療胸痹的用藥規(guī)律及核心中藥配伍。最后，通過BATMANTCM在線分析工具對(duì)核心中藥配伍進(jìn)行KEGG通路分析，揭示核心中藥配伍治療胸痹的潛在作用信號(hào)通路。結(jié)果表明，臨床治療胸痹的核心中藥配伍其作用的潛在信號(hào)通路為鈣離子和cGMPPKG信號(hào)通路。該研究為中醫(yī)藥治療胸痹用藥規(guī)律和作用機(jī)制研究提供了一種新的研究策略。

[關(guān)鍵詞] 胸痹； 中醫(yī)藥； 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)； 中醫(yī)傳承輔助平臺(tái)； BATMANTCM

Mechanism analysis of traditional Chinese medicine in clinical

treatment of thoracic obstruction based on network pharmacology

DUAN Jinlong1， YAO Kuiwu1*， FENG Xiaoxiao1， CAO Jue1，2， YU Zhou1

（1. Guang′anmen Hospital， China Academy of Chinese Medical Sciences， Beijing 100053， China；

2. Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100029， China）

[Abstract] Thoracic obstruction is mainly attributed to the scope of coronary heart disease in modern medicine， and traditional Chinese medicine（TCM） shows a significant effect in the treatment of thoracic obstruction. In this research， a network pharmacology method was carried out to systemically study the underlying mechanism of the core herbal compatibility in TCM on the thoracic obstruction. First， we collected the literature about TCM prescriptions for treating thoracic obstruction from CNKI. Then， a prescription database was establish by TCM inheritance support platform system（V2.5） to determine the medication rules and core herbal compatibility in TCM. Finally， to obtain the potential signaling pathways， KEGG pathway analysis was performed by BATMANTCM online analysis tool. Results showed that the potential signal pathway of core herbal compatibility in TCM for the clinical treatment of thoracic obstruction was calcium ion and cGMPPKG signaling pathway. This study provided a new research strategy for the study of the medication rules and mechanism of traditional Chinese medicine in the treatment of thoracic obstruction.

[Key words] thoracic obstruction； traditional Chinese medicine（TCM）； network pharmacology； TCM Inheritance Support Platform System； BATMANTCM

胸痹是以胸部憋悶或發(fā)作性心胸疼痛，重則胸痛徹背，短氣，喘息不得臥等為主要表現(xiàn)的一種疾病。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)主要屬于冠心病范疇，因其高的發(fā)病率和死亡率，嚴(yán)重危害百姓的健康[1]。研究表明，中醫(yī)藥可以改善血管內(nèi)皮功能[2]，減少血小板聚集，抑制炎癥反應(yīng)[3]，清除氧自由基[4]，進(jìn)而改善冠心病患者的臨床癥狀?，F(xiàn)階段對(duì)胸痹的相關(guān)文獻(xiàn)研究主要集中在中醫(yī)病因研究、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及古代醫(yī)案分析等幾個(gè)方面，缺少對(duì)于用藥規(guī)律及作用機(jī)制的深入研究。本文收集整理了近10年中醫(yī)藥治療胸痹的臨床研究文獻(xiàn)，并對(duì)胸痹用藥規(guī)律及潛在作用信號(hào)通路進(jìn)行了分析，為今后胸痹的臨床和基礎(chǔ)研究提供參考。

1 資料與方法

1.1 處方來源

登陸CNKI主頁(yè)面，選擇其中“高級(jí)檢索”，以“胸痹”作為關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，文獻(xiàn)的發(fā)表時(shí)間設(shè)置為從2007年1月1日至2017年5月13日，其余條件均為默認(rèn)，結(jié)果檢索到相關(guān)文獻(xiàn)1 430條。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn)

中醫(yī)藥口服治療胸痹的臨床研究；文獻(xiàn)方劑有明確的藥物組成及詳細(xì)劑量；實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有明確療效；中藥劑型為湯劑。endprint

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn)

非臨床研究，包括動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、個(gè)案報(bào)道等；中藥貼敷、耳穴等中藥外用手段治療胸痹者；中藥口服劑型為非湯劑者；文獻(xiàn)方劑組成或藥物劑量不清楚者；不同文獻(xiàn)中出現(xiàn)的成分相同的方劑者。

1.4 處方篩選及藥名規(guī)范

依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，在1 430篇文獻(xiàn)中篩選出符合條件的方劑共69首，包含中藥113種。參照《中國(guó)藥典》2015年版及高等院校第5版統(tǒng)編教材《中藥學(xué)》[5]對(duì)所錄入中藥名稱進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范。如元胡錄為延胡索；杭白芍錄為白芍；姜半夏、制半夏均錄為半夏；生甘草、炙甘草均錄為甘草；瓜蔞皮、全瓜蔞均錄為瓜蔞。

1.5 數(shù)據(jù)錄入

將篩選后的處方由專人錄入到中醫(yī)傳承輔助平臺(tái)（TCMMISS，V2.5）[6]，并只對(duì)基本方進(jìn)行錄入，隨癥藥物加減不予錄入，錄入結(jié)束后，由雙人負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的審核，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1.6 數(shù)據(jù)分析

方劑分析：進(jìn)入傳承輔助平臺(tái)的“數(shù)據(jù)分析”模塊，對(duì)錄入的69首方劑進(jìn)行藥物頻次和組方規(guī)律分析。靶點(diǎn)分析：將方劑分析結(jié)果中的核心中藥配伍錄入到中藥作用機(jī)制在線分析體系BATMANTCM（http：//bionet.ncpsb.org/batmantcm/）[7]，對(duì)核心中藥配伍潛在作用信號(hào)通路進(jìn)行分析。

2 結(jié)果

2.1 藥物頻次分析

對(duì)篩選出的69首方劑所涉及的113味中藥進(jìn)行“頻次統(tǒng)計(jì)”，使用頻次在20次以上的中藥有11種，使用頻次前6位中藥分別是丹參、瓜蔞、甘草、當(dāng)歸、川芎、薤白，見表1。

2.2 基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的方劑組方規(guī)律分析

將“支持度個(gè)數(shù)”設(shè)為18，“置信度”設(shè)為0.90，點(diǎn)擊“用藥模式”，得到常用藥物組合21組，包含中藥11味，依據(jù)藥物組合出現(xiàn)的頻次從高到低排列，使用頻率前三的組合分別是薤白瓜蔞、丹參瓜蔞、半夏瓜蔞，見表2。進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則分析，結(jié)果顯示，在臨床治療胸痹的中藥方劑中，當(dāng)含有薤白和丹參時(shí)，瓜蔞出現(xiàn)的概率約為95%，見表3。常用藥物組合的網(wǎng)絡(luò)展示結(jié)果見圖1。

2.3 基于BATMANTCM分析丹參、瓜蔞、薤白核心中藥配伍治療胸痹的潛在作用機(jī)制

2.3.1 分析丹參、瓜蔞、薤白單藥及配伍疾病富集 將“Score cutoff”設(shè)為80，“Adjusted Pvalue”設(shè)為-0.01，在丹參、瓜蔞、薤白單藥及配伍富集的疾病共有30種，見表4。其中，與胸痹相關(guān)的疾病有非特指的心血管疾病、冠狀動(dòng)脈粥樣硬化。

2.3.2 分析丹參、瓜蔞、薤白單藥及配伍潛在作用信號(hào)通路 在潛在目標(biāo)生物信息學(xué)分析的結(jié)果中，丹參、瓜蔞、薤白單藥及配伍均富集的生物學(xué)通路共有18條，見表5。其中，與冠心病相關(guān)的信號(hào)通路為鈣離子（calcium，Ca）和環(huán)磷酸鳥苷/蛋白激酶G（cyclic guanosine monophosphate/protein kinase G，cGMP/PKG）信號(hào)通路。潛在靶標(biāo)、信號(hào)通路與疾病網(wǎng)絡(luò)可視化展示見圖2。

3 討論

中藥因其療效確切、毒副作用低等特點(diǎn)，越來越受到人們的重視，但由于中藥復(fù)方成分復(fù)雜，具體作用機(jī)制并不明確，影響其在臨床的應(yīng)用。中醫(yī)傳承輔助平臺(tái)是基于數(shù)據(jù)挖掘理論結(jié)合中醫(yī)藥信息非標(biāo)準(zhǔn)化與個(gè)性化的特點(diǎn)所開發(fā)出的一款軟件，該軟件集合數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、文本挖掘、關(guān)聯(lián)規(guī)則、復(fù)雜系統(tǒng)賄方法等多種分析方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)疾病、證候、中藥、方劑、醫(yī)案及其相關(guān)信息的管理、檢索、分析等功能[89]。而網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)為藥物多成分、多靶點(diǎn)的研究與分析提供了很好的平臺(tái)[1011]。呂明等[12]采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的方法，分析了活血化瘀中藥活性成分抗血栓作用機(jī)制，成為應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究中藥復(fù)方作用機(jī)制的典范。中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)和BATMANTCM軟件的結(jié)合使用，能夠在挖掘中醫(yī)藥組方規(guī)律的基礎(chǔ)上，分析藥物潛在作用靶標(biāo)。

本研究結(jié)果顯示治療胸痹的中醫(yī)藥使用頻次在20次以上的有11種，使用頻次前6位中藥分別是丹參、瓜蔞、甘草、當(dāng)歸、川芎、薤白，使用頻率前三的組合分別是薤白瓜蔞、丹參瓜蔞、半夏瓜蔞。瓜蔞、半夏、薤白取自瓜蔞薤白半夏湯，具有通陽散結(jié)，祛痰寬胸的功效。丹參為臨床上用于治療冠心病的常用中藥，具有活血祛瘀，養(yǎng)血安神的功效?，F(xiàn)代藥理研究表明，瓜蔞具有擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈，改善心肌細(xì)胞耐缺氧能力的作用；薤白具有抗動(dòng)脈粥樣硬化，減輕氧化應(yīng)激損傷，抑制血小板凝集的作用[1314]；丹參主要活性成分具有減輕心肌缺血再灌注損傷、抑制血栓形成等多種藥理作用[1516]。采用數(shù)據(jù)挖掘方法分析得出的上述3味中藥，其主要活性成分均表明具有治療冠心病的作用。中醫(yī)治療胸痹的傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)防治冠心病提供了研究方向。

鈣信號(hào)在機(jī)體的代謝和生理過程中起重要作用[1719]。細(xì)胞內(nèi)鈣的濃度必須被嚴(yán)格調(diào)節(jié)，以保持細(xì)胞功能的穩(wěn)定。當(dāng)線粒體功能受損和細(xì)胞色素C的活化時(shí)，會(huì)釋放磷脂酶、蛋白酶和核酸內(nèi)切酶，引起細(xì)胞內(nèi)鈣濃度升高或延長(zhǎng)，導(dǎo)致細(xì)胞死亡[19]。此外，細(xì)胞內(nèi)鈣高濃度與許多異常調(diào)節(jié)的細(xì)胞過程相關(guān)聯(lián)，包括炎癥、細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖、血栓形成、氧化應(yīng)激和鈣化。同樣，低胞內(nèi)鈣濃度也具有破壞性，導(dǎo)致壓力信號(hào)通路的激活，激活其他基因參與細(xì)胞凋亡，許多這些細(xì)胞過程涉及動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展，并且與血管壁中鈣信號(hào)傳導(dǎo)的改變有關(guān)。最近的研究表明，低密度脂蛋白氧化誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞凋亡，會(huì)引起鈣信號(hào)傳導(dǎo)的改變，導(dǎo)致斑塊破裂[2021]。而Yuan等[22]通過比較近交系小鼠C57BL/6和C3H/HeJ，表明鈣離子信號(hào)通路控制動(dòng)脈粥樣硬化的易感性。

環(huán)磷酸鳥苷（cyclic guanosine monophosphate，cGMP）是一種重要的第2信使，普遍存在于細(xì)胞內(nèi)，由鳥苷酸環(huán)化酶（guanylate cyclase，GC）作用于三磷酸鳥苷（guanosine triphosphate，GTP）而生成[23]。cGMP有3個(gè)主要作用靶點(diǎn)：蛋白激酶G（Proteinkinase G，PKG），磷酸二酯酶以及環(huán)磷酸鳥苷門控離子通道[24]。PKG被認(rèn)為是最重要的cGMP下游靶點(diǎn)[2526]。研究表明，cGMPPKG信號(hào)通路可以通過抑制細(xì)胞壞死誘導(dǎo)的應(yīng)激、減少細(xì)胞凋亡、抑制血小板活化以及心肌細(xì)胞的負(fù)性肌力作用而發(fā)揮其心肌保護(hù)功能[2729]。本研究網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析結(jié)果顯示，治療胸痹的核心中藥配伍富集的疾病共有30種，其中包括未特指的心血管疾病、冠狀動(dòng)脈粥樣硬化。進(jìn)一步KEGG通路分析結(jié)果顯示，核心中藥配伍富集的生物學(xué)通路共有18條，其中，與冠心病相關(guān)的信號(hào)通路為鈣離子和cGMPPKG信號(hào)通路。endprint

綜上所述，本研究采用文獻(xiàn)研究結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的方法，以中醫(yī)藥治療胸痹的用藥規(guī)律及潛在作用信號(hào)通路分析為切入點(diǎn)，分析得出丹參、瓜蔞、薤白3味中藥為臨床治療胸痹的核心中藥配伍，其作用的潛在信號(hào)通路為鈣離子和cGMPPKG信號(hào)通路，為中醫(yī)藥治療胸痹用藥規(guī)律和作用機(jī)制研究提供了一種新的研究策略。

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[責(zé)任編輯 張寧寧]endprint