基于因子分析與聚類分析對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎中醫(yī)證候的研究

王志愿 張寧怡 吳珊珊 曲英迪 宮宇澄 韓海嘯 王志斌

1.北京中醫(yī)藥大學(xué)東方醫(yī)院脾胃肝膽科，北京 100078；2.北京中醫(yī)藥大學(xué)，北京 100078

潰瘍性結(jié)腸炎是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)病名，屬于中醫(yī)“腸澼”“久痢”“腹痛”“泄瀉”等范疇。該病病因包括稟賦不足、感受外邪、飲食不節(jié)、情志失調(diào)等，病機(jī)為脾胃運(yùn)化失司，濕濁內(nèi)生，郁而化火。下注腸道，則濕熱壅滯腸道，腸道氣血凝滯，導(dǎo)致血腐肉敗，形成癰瘍，下痢赤血。當(dāng)前潰瘍性結(jié)腸炎的中醫(yī)辨證分型復(fù)雜多樣，無(wú)統(tǒng)一規(guī)范。本研究應(yīng)用因子分析與聚類分析的方法對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎樣本病例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以探索潰瘍性結(jié)腸炎中醫(yī)證候?qū)W分布規(guī)律。

1 資料與方法

1.1 一般資料

病例來(lái)源于2016 年11 月～2019 年1 月北京中醫(yī)院藥大學(xué)東方醫(yī)院脾胃肝膽科門診及住院患者，共納入120 例患者。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn)

參照中華中醫(yī)藥學(xué)會(huì)脾胃病分會(huì)制訂的《潰瘍性結(jié)腸炎中醫(yī)診療共識(shí)意見(jiàn)（2010 年版）》[1]中醫(yī)辨證分型診斷標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家中醫(yī)藥管理局編制的《中醫(yī)病證診斷療效標(biāo)準(zhǔn)》[2]，朱文鋒主編的《中醫(yī)診斷學(xué)》[3]，國(guó)家中醫(yī)藥管理局編制的《中藥新藥臨床研究指導(dǎo)原則》[4]，同時(shí)結(jié)合本課題組的中醫(yī)專家意見(jiàn)制訂證型診斷標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 納入標(biāo)準(zhǔn)

①符合潰瘍性結(jié)腸炎的西醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn)；②活動(dòng)期患者：根據(jù)改良Truelove 和Witts 疾病嚴(yán)重程度分型標(biāo)準(zhǔn)，病情屬于輕中度潰瘍性結(jié)腸炎；③年齡18～65 歲。

1.4 排除標(biāo)準(zhǔn)

①合并肝、腎、造血系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)等嚴(yán)重原發(fā)性疾病及精神病者；②臨床類型為暴發(fā)型或不能除外腸結(jié)核、結(jié)腸克羅恩病等，或伴有嚴(yán)重并發(fā)癥，如腸梗阻、腸穿孔、中毒性巨結(jié)腸者；③結(jié)腸鏡和病理檢查顯示伴有癌前病變或有癌變者。

1.5 研究方法

1.5.1 樣本量 為確保統(tǒng)計(jì)分析的有效性，研究依據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)基本準(zhǔn)則，在多因素分析中所觀察樣本量不能少于變量的5～10 倍。收集的變量是22，故需要樣本量n=22 ×（5～10）=110～220，本研究樣本量120，滿足統(tǒng)計(jì)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。

1.5.2 調(diào)查方法 嚴(yán)格按照流行病學(xué)研究方法及質(zhì)控的要求，結(jié)合既往經(jīng)驗(yàn)研究團(tuán)隊(duì)制訂了潰瘍性結(jié)腸炎中醫(yī)證候臨床調(diào)查表，以此收集患者中醫(yī)四診資料。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

將所有數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，使用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 20.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行因子分析及聚類分析。通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行KMO 檢驗(yàn)及Bartlett 球型檢驗(yàn)確定研究數(shù)據(jù)的可靠性，進(jìn)一步采取提取因子、因子旋轉(zhuǎn)、因子得分等步驟，獲得潰瘍性結(jié)腸炎主要中醫(yī)辨證分類及分布規(guī)律；在此基礎(chǔ)上對(duì)120 個(gè)樣本進(jìn)行聚類分析，以歸納潰瘍性結(jié)腸炎中醫(yī)辨證分型的分布規(guī)律。

1.6.1 因子分析方法 從分析中醫(yī)證候信息的相關(guān)性入手，提取支配具有相關(guān)性的、有限的、不可觀測(cè)的綜合指標(biāo)（公因子），并進(jìn)一步用這些公因子來(lái)對(duì)中醫(yī)證候信息之間的相關(guān)性進(jìn)行分析[5]。這些公因子可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)，研究小組的專家根據(jù)專業(yè)知識(shí)，進(jìn)一步分析獲得公因子，解釋每個(gè)公因子在中醫(yī)學(xué)中所代表的內(nèi)在含義。研究中只提取特征值大于1 的公因子，且各成分方差在總方差中的累計(jì)貢獻(xiàn)率＞70%，所有四診信息的數(shù)據(jù)指標(biāo)的總方差基本上可以用提取的公因子來(lái)解釋。

1.6.2 聚類分析 聚類分析是根據(jù)沒(méi)有分類的抽象數(shù)據(jù)的相似性或相近程度，對(duì)最相似或最接近的變量集進(jìn)行分組[6]，本研究在因子分析的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)中醫(yī)證候信息進(jìn)行聚類分析，將中醫(yī)四診相似或者相關(guān)的信息歸為一類，以減少主觀判斷的誤差，從中客觀合理地獲得中醫(yī)證候。

2 結(jié)果

2.1 潰瘍性結(jié)腸炎的中醫(yī)證候?qū)W分布

潰瘍性結(jié)腸炎的中醫(yī)證候?qū)W分布頻率見(jiàn)表1。

表1 中醫(yī)證候?qū)W分布（n=120）

2.2 因子分析結(jié)果

采用因子分析方法對(duì)原始中醫(yī)證候數(shù)據(jù)變量進(jìn)行梳理，挖掘多個(gè)變量?jī)?nèi)部的內(nèi)在聯(lián)系，并提取證候信息數(shù)據(jù)中的公共因子。此研究KMO 檢驗(yàn)結(jié)果為0.629，適合因子分析；Bartlett 球形度檢驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證原始數(shù)據(jù)變量之間是否存在內(nèi)在關(guān)聯(lián)，本研究數(shù)據(jù)經(jīng)該檢驗(yàn)差異＜0.05，各數(shù)據(jù)間存在相互聯(lián)系，可進(jìn)行因子分析。

2.2.1 提取公因子 根據(jù)主成分特征根＞1 的原則，提取了控制這些變量的公因子。公因子與變量之間的關(guān)系通過(guò)因子旋轉(zhuǎn)重新分布，使得因子與變量之間的相關(guān)性更高，更有利于因子的解釋。本研究采用最大方差正交旋轉(zhuǎn)法旋轉(zhuǎn)共因子提取出6 個(gè)共因子，累計(jì)貢獻(xiàn)率在74.37%以上。見(jiàn)表2。在主成分分析矩陣中，每個(gè)因子的負(fù)荷值是變量與公因子之間的相關(guān)系數(shù)。負(fù)荷值＜0.3%，說(shuō)明該因子對(duì)相對(duì)應(yīng)變量變異的解釋度不足，＜1.0%，可以忽略。根據(jù)本研究的因子負(fù)荷矩陣，將各公因子中因子負(fù)荷值＞0.3 的癥狀作為公因子的變量。見(jiàn)圖1、表3。

表2 共因子的方差貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率（解釋的總方差）

2.2.2 進(jìn)行專業(yè)判斷 由至少兩位副主任醫(yī)師以上的專家對(duì)因子分析結(jié)果進(jìn)行專業(yè)判斷，初步判定結(jié)果見(jiàn)表4。

2.3 聚類分析結(jié)果

研究者對(duì)120 個(gè)樣本在因子分析基礎(chǔ)上進(jìn)行反復(fù)聚類分析，結(jié)合專業(yè)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)聚成3 類時(shí)其均值分布最為合理，更符合中醫(yī)理論和臨床實(shí)際；基于因子分析及聚類分析，結(jié)合專家意見(jiàn)，分別為肝郁脾虛兼脾陽(yáng)虛、寒熱錯(cuò)雜兼肝郁脾虛、大腸濕熱兼脾虛濕蘊(yùn)。見(jiàn)表5。

3 討論

3.1 潰瘍性結(jié)腸炎的中醫(yī)辨證分型

圖1 因子分析碎石

表3 旋轉(zhuǎn)成分矩陣

表4 中醫(yī)證候因子分析結(jié)果

潰瘍性結(jié)腸炎病程漫長(zhǎng)，常反復(fù)發(fā)作，而且目前現(xiàn)代醫(yī)學(xué)治療手段，以西藥為主，但副作用明顯且需長(zhǎng)期服用、易復(fù)發(fā)，因此潰瘍性結(jié)腸炎目前尚缺乏理想治療藥物[7-8]。中醫(yī)辨證治療潰瘍性結(jié)腸炎有一定的優(yōu)勢(shì)，但由于其復(fù)雜的發(fā)病機(jī)制，很多醫(yī)家對(duì)本病的發(fā)病原因及發(fā)病機(jī)制有不同見(jiàn)解，該病的辨證分型目前正呈現(xiàn)多樣化的趨勢(shì)[9]。劉艷等[10]通過(guò)對(duì)6037 例病例統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)潰瘍性結(jié)腸炎常見(jiàn)的中醫(yī)證候分型為大腸濕熱、脾胃虛弱、肝郁脾虛、脾腎陽(yáng)虛、寒熱錯(cuò)雜、血瘀腸絡(luò)、陰虛腸燥。陳新林等[11]通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的研究發(fā)現(xiàn)，全國(guó)文獻(xiàn)報(bào)告最多的證型是脾胃虛弱、肝郁脾虛、脾腎兩虛、寒熱錯(cuò)雜、陰血虧虛和脾虛濕熱證患者。顏勤等[12]將其分為濕熱內(nèi)蘊(yùn)型、脾胃氣虛型、脾腎陽(yáng)虛型3 個(gè)證型，分別論治。2017 年中華中醫(yī)藥學(xué)會(huì)脾胃病分會(huì)制訂的 《潰瘍性結(jié)腸炎中醫(yī)診療共識(shí)意見(jiàn)》[13]，將潰瘍性結(jié)腸炎分為7 個(gè)證型，分別為大腸濕熱證、熱毒熾盛證、脾虛濕蘊(yùn)證、寒熱錯(cuò)雜證、肝郁脾虛證、脾腎陽(yáng)虛證、陰血虧虛證。醫(yī)家對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎的辨證分型眾說(shuō)紛紜，參差不齊，因此現(xiàn)在潰瘍性結(jié)腸炎的分型缺乏科學(xué)性與規(guī)范性，影響中醫(yī)臨床證候辨別及治療水平的提高。為提高中醫(yī)證候?qū)W研究的規(guī)范性和科學(xué)性，有必要進(jìn)行大樣本流行病學(xué)調(diào)查，將因子分析、聚類分析等現(xiàn)代多元統(tǒng)計(jì)方法引入中醫(yī)證候?qū)W研究中，以進(jìn)行前瞻性研究。

表5 聚類分析結(jié)果

3.2 本課題組對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎分型的認(rèn)識(shí)

本課題組專家認(rèn)為潰瘍性結(jié)腸炎初始多由感受濕熱之邪，或飲食不節(jié)，或情志失調(diào)而致，病位在腸，與脾胃關(guān)系密切，以大腸濕熱為標(biāo)，脾胃虛弱為本，病情日久，則會(huì)導(dǎo)致脾陽(yáng)虛，與濕熱之邪，形成寒熱錯(cuò)雜之證[14]。如《靈樞·師傳》曰：“胃中寒，腸中熱，則脹而且泄；胃中熱，腸中寒，則疾饑，小腹痛脹”“胃欲寒飲，腸欲熱飲，兩者相逆”[15]。

寒熱錯(cuò)雜證是指寒證與熱證一起出現(xiàn)的證候，包括上熱下寒、上寒下熱、里寒表熱、里熱表寒等，是常見(jiàn)的臟腑陰陽(yáng)失衡的表現(xiàn)，屬于《靈樞·根結(jié)》所言“陰陽(yáng)相錯(cuò)”[16]。寒熱錯(cuò)雜是慢性胃腸疾病的重要病機(jī)，其起源于《素問(wèn)·至真要大論》，即“奇之不去則偶之，是謂重方，偶之不去則反佐以取之，所謂寒熱溫涼，反從其病也”[17]，寒熱錯(cuò)雜辨證的運(yùn)用始于張仲景，他創(chuàng)立了“寒熱并用”的理論，并創(chuàng)制了大量的寒熱并用方劑，如瀉心湯類、烏梅丸等，對(duì)后世臨床有極其重要的指導(dǎo)和啟示作用。

專家認(rèn)為寒熱錯(cuò)雜形成病因，有3 類[18]：①外感六淫、飲食不節(jié)、情志失調(diào)等損傷脾與胃腸，脾為太陰，其氣易虛，虛則有寒，胃與大腸為陽(yáng)明，受邪易實(shí)，實(shí)則易熱，脾與胃腸同病易形成寒熱錯(cuò)雜之證。②體質(zhì)因素是寒熱錯(cuò)雜證形成和轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，決定了患者易感寒邪或熱邪，發(fā)病后病情易發(fā)生寒化還是熱化。③失治誤治同樣會(huì)導(dǎo)致寒熱錯(cuò)雜病證的形成，如苦溫燥濕反助其熱，苦寒直折卻致寒凝濕留，則使疾病寒熱并見(jiàn)更為復(fù)雜。

寒熱錯(cuò)雜的治療方法包括辛開(kāi)苦降法，溫清并用法，如醫(yī)家劉完素在治療濕熱痢疾時(shí)，運(yùn)用寒涼藥物多配伍溫?zé)嶂?，如芍藥湯，組方以黃連、黃芩清利腸中濕熱，同時(shí)佐以少量辛溫肉桂，防止黃連、黃芩過(guò)于苦寒傷中[19]。本課題組專家李軍祥教授認(rèn)為潰瘍性結(jié)腸炎活動(dòng)期的病性為本虛標(biāo)實(shí)，寒熱錯(cuò)雜，并創(chuàng)立的清腸溫中方，在臨床觀察中總有效率為93.48%[20]，這也體現(xiàn)了溫清并用的治療方法。

3.3 120 例潰瘍性結(jié)腸炎患者一般資料

通過(guò)分析搜集到的120 例潰瘍性結(jié)腸炎患者的一般資料可知，潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)病以中青年為主；在年齡、病程、疾病嚴(yán)重程度、性別等方面發(fā)病無(wú)明顯差異。

3.4 潰瘍性結(jié)腸炎患者四診信息的因子分析及聚類分析結(jié)果

本研究首先通過(guò)因子分析提取6 個(gè)公因子，專家根據(jù)專業(yè)知識(shí)對(duì)其證候要素進(jìn)行判斷，得出潰瘍性結(jié)腸炎的主要病性證素，其中屬于實(shí)證的有濕熱、肝郁，屬于虛證的有氣虛、陽(yáng)虛、脾虛；然后進(jìn)一步對(duì)6 個(gè)公因子進(jìn)行系統(tǒng)聚類，結(jié)果為肝郁脾虛兼脾陽(yáng)虛、寒熱錯(cuò)雜兼肝郁脾虛、大腸濕熱兼脾虛濕蘊(yùn)；研究結(jié)果均表現(xiàn)為虛實(shí)夾雜的中醫(yī)證候特點(diǎn)，與潰瘍性結(jié)腸炎的中醫(yī)證候臨床特點(diǎn)基本符合；并且本研究顯示大腸濕兼脾虛濕蘊(yùn)所占比例最大（54 例，45%），寒熱錯(cuò)雜兼肝郁脾虛（34 例，28%），肝郁脾虛兼脾陽(yáng)虛占（32 例，27%），與國(guó)內(nèi)現(xiàn)代醫(yī)家研究結(jié)果潰瘍性結(jié)腸炎活動(dòng)期以大腸濕熱型為主相一致，因子分析和聚類分析與專家辨證結(jié)果大致相同。

3.5 小結(jié)

本研究通過(guò)對(duì)120 例潰瘍性結(jié)腸炎患者一般資料及中醫(yī)證候?qū)W特征進(jìn)行研究，獲得3 個(gè)基本證型，分別為肝郁脾虛兼脾陽(yáng)虛證、寒熱錯(cuò)雜兼肝郁脾虛證、大腸濕熱兼脾虛濕蘊(yùn)證，這3 個(gè)證型所出現(xiàn)的頻次與臨床實(shí)際相符合。通過(guò)因子分析與聚類分析對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎中醫(yī)證候的研究，探索了潰瘍性結(jié)腸炎的分布規(guī)律，有利于臨床辨證中醫(yī)證候的客觀化、規(guī)范化。但是，本研究的樣本量不足，未來(lái)需要多中心、大量樣本調(diào)查研究，運(yùn)用因子分析等多元統(tǒng)計(jì)方法，探索潰瘍性結(jié)腸炎證型分類及分布規(guī)律，將潰瘍性結(jié)腸炎中醫(yī)辨證分型客觀化。