蘭濟樂 丁舒飛 邱璐琦 阮葉萍
(浙江中醫(yī)藥大學(xué), 浙江杭州310053)
癲癇是以反復(fù)發(fā)作的短暫意識喪失、肢體痙攣、抽搐為主要臨床表現(xiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病,發(fā)病率約為0.5%,是神經(jīng)內(nèi)科第三大常見疾?。?],屬于中醫(yī)“癇病” 范疇,早在《內(nèi)經(jīng)》 《千金要方》 等古籍上就有記載[2]。盡管目前很多抗癲癇藥物已經(jīng)被開發(fā),但是約30%的患者對其耐藥而成為難治性癲癇,患者基數(shù)大、臨床表現(xiàn)復(fù)雜、不良反應(yīng)多等因素是目前相關(guān)診斷治療的瓶頸[3]。
臨床研究表明,中藥治療癲癇具有不良反應(yīng)少、可減少癲癇并發(fā)癥發(fā)作的優(yōu)勢[4]。中醫(yī)辨證論治的本質(zhì)是關(guān)于病機的辨識和針對病機的用藥組方[5],故將其結(jié)合癲癇病因來研究處方配伍時有助于更高效準(zhǔn)確地總結(jié)配伍規(guī)律。中醫(yī)治療癲癇歷史悠久,積累了大量用藥方劑和文獻(xiàn),但近年來相關(guān)用藥規(guī)律的研究大多基于古籍、文獻(xiàn)、名中醫(yī)用藥處方,不夠全面系統(tǒng)。中國方劑數(shù)據(jù)庫共收錄了來自710 余種古籍及現(xiàn)代文獻(xiàn)中的古今中藥方劑84 464 首,其中抗癲癇中藥組方規(guī)律尚未被挖掘,故本研究基于該數(shù)據(jù)庫,提供數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對其用藥規(guī)律進(jìn)行深入探討,對相關(guān)藥物合理配伍和新藥開發(fā)具有一定臨床意義和價值。
1.1 數(shù)據(jù)檢索、規(guī)范化
1.1.1 數(shù)據(jù)檢索 本研究選擇中國方劑數(shù)據(jù)庫作為抗癲癇方劑的數(shù)據(jù)來源,通過CNKI 查詢關(guān)鍵詞“癲癇” “中藥”,獲得相關(guān)主題詞“癲癇、癇病、癇證、羊癲、癲疾、胎病、風(fēng)癇、小兒驚癇、食癇、瘋癲、驚癇、陽癇、陰癇、痰癇、熱癇”[6?7],進(jìn)行檢索整理后共得到有效處方669 首,建立治療癲癇方劑數(shù)據(jù)庫,錄入編號、方名及藥物組成信息。
1.1.2 數(shù)據(jù)規(guī)范化 根據(jù)2015 年版《中國藥典》[8]第一部和《中藥學(xué)》[9]中記載的中藥正名,規(guī)范化方劑中相同藥物的不同名稱,如“辰砂” “丹砂” 等統(tǒng)一為“朱砂”,“釣藤” 統(tǒng)一為“鉤藤” 等。另外,由于中藥炮制后性味、功效等會發(fā)生改變,故在統(tǒng)計時將不同炮制品歸為不同藥物,如甘草和炙甘草、生地黃和熟地黃分開統(tǒng)計。
1.2 數(shù)據(jù)處理 通過Excel 2019 軟件建立癲癇方劑數(shù)據(jù)庫,為確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性,對數(shù)據(jù)錄入進(jìn)行雙人核查。再通過Excel 2019 軟件進(jìn)行用藥頻次分析,SPSS Modeler 18.0軟件進(jìn)行建模,Apriori 算法進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則分析,SPSS Statistics 25 軟件對核心藥物進(jìn)行聚類分析、因子分析、決策樹分析。
2.1 中藥頻次分析 得到有效方劑669 首,涉及495 味中藥,總頻數(shù)6 801 次,其中頻數(shù)≥40 次的核心藥物有54味,頻數(shù)4 197 次,占總數(shù)的61.71%;排名前10 味的藥物分別為朱砂、麝香、牛黃、人參、全蝎、大黃、天麻、天南星、黃芩、雄黃,使用頻率≥10%者有23 味,見表1。
2.2 常用藥物類別、頻率分析 根據(jù)2015 年版《中國藥典》 一部和《中藥學(xué)》,對頻數(shù)≥10 次的藥物進(jìn)行分類,結(jié)果見表2。由此可知,主要類別有平肝熄風(fēng)藥、補虛藥、安神藥、清熱藥、化痰止咳平喘藥、解表藥、開竅藥、瀉下藥、攻毒殺蟲止癢藥、利水滲濕藥,累積頻率達(dá)71.68%,包含了大多數(shù)用藥情況。
表1 治療癲癇核心藥物(頻率≥10%)
2.3 核心藥物關(guān)聯(lián)規(guī)則分析 通過SPSS Modeler 18.0 軟件建立“數(shù)據(jù)源→類型→Apriori→網(wǎng)絡(luò)” 的關(guān)聯(lián)規(guī)則數(shù)據(jù)流,對頻率≥40 次的核心藥物進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則分析,以Apriori 算法建立數(shù)據(jù)挖掘模型,設(shè)置支持度>10%,置信度>70%,最大前項數(shù)5,共得到核心藥物關(guān)聯(lián)組合15 個。所有藥物組合提升度>1,在統(tǒng)計學(xué)上均有意義[10]。
表3~4 顯示,支持度較高的常用藥對規(guī)則有麝香→朱砂、雄黃→朱砂、僵蠶→全蝎、白附子→全蝎、冰片→麝香等;3 味中藥藥組支持度較高的有牛黃,朱砂→麝香、牛黃,麝香→朱砂、全蝎,麝香→朱砂、白附子,全蝎→僵蠶、僵蠶,全蝎→白附子等。其中,麝香→朱砂的支持度、規(guī)則支持度、實例,雄黃,麝香→朱砂的置信度,僵蠶,全蝎→白附子的提升度,牛黃,朱砂→麝香的規(guī)則標(biāo)識最高。
表2 治療癲癇常用藥物類別及頻率
表3 治療癲癇藥物關(guān)聯(lián)規(guī)則(2 味)
表4 治療癲癇藥物關(guān)聯(lián)規(guī)則(3 味)
將頻率≥40 次的核心藥物按照彼此之間的鏈接進(jìn)行分析,對高于40 者進(jìn)行描繪,顏色越深,關(guān)聯(lián)性越強,結(jié)果見圖1,可知朱砂、麝香、牛黃、全蝎、雄黃之間的鏈接顏色較深,即關(guān)聯(lián)度較強。
2.4 核心藥物聚類分析 通過SPSS Statistics 25 軟件對54味核心藥物進(jìn)行聚類分析,結(jié)合中醫(yī)理論后最終得到13 個方劑,見表5,再繪制其聚類樹狀圖,見圖2。
圖1 治療癲癇核心藥物關(guān)聯(lián)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)圖
表5 治療癲癇核心藥物聚類分析
2.5 核心藥物因子分析 通過SPSS Statistics 25 軟件對54味核心藥物進(jìn)行因子分析,經(jīng)Kaiser?Meyer?Olkin (KMO)檢驗統(tǒng)計量和Bartlett’s 球形度檢驗發(fā)現(xiàn)KMO 統(tǒng)計量=0.763,P=0,表明各變量間存在較高的相關(guān)性(KMO 統(tǒng)計量越接近1,變量間相關(guān)性越強,因子分析效果越好),適合進(jìn)行因子分析。通過主成分分析可知,提取初始特征值>1 時的成分17 個,故提取公因子17 個,累積貢獻(xiàn)率達(dá)61.728%,包括了大多數(shù)信息。數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)在19 次迭代后收斂,載荷絕對值越大,因子在組成該變量中的作用越大[11],提取荷載系數(shù)絕對值>0.4 的藥物變量組成具有一定意義公因子,結(jié)果見表6。
2.6 核心藥物決策樹分析 選擇頻數(shù)最大的朱砂作為因變量,其余53 味中藥作為自變量,通過決策樹模型進(jìn)行篩選。采用SPSS Statistics 25 軟件中的CHAID、CRT、QUEST算法進(jìn)行識別規(guī)律挖掘,并采用10 倍交叉驗證方法對形成的識別模式進(jìn)行驗證。
圖2 治療癲癇核心藥物聚類分析樹狀圖
在構(gòu)建模型的過程中考慮到樣本數(shù)量限制,為了保證并促進(jìn)樹模型良好生長,同時使3 種決策樹之間具有可比性,將父節(jié)點數(shù)設(shè)定為20,子節(jié)點數(shù)設(shè)定為5。結(jié)果,以CRT 算法決策樹模型的10 倍交叉驗證顯示,朱砂與其余藥物配伍時的判別準(zhǔn)確率最好。
2.6.1 CHAID 決策樹模型 篩選出麝香、雄黃、琥珀、人參、黃芩形成決策樹模型,其中麝香為最佳識別中藥,準(zhǔn)確率為76.3%。
2.6.2 CRT 決策樹模型 篩選出麝香、雄黃、琥珀、遠(yuǎn)志、人參、炙甘草、水銀、牛黃、僵蠶、輕粉、白附子形成決策樹模型,其中麝香為最佳識別中藥,準(zhǔn)確率為78.0%。
2.6.3 QUEST 決策樹模型 篩選出麝香、雄黃、琥珀、炙甘草、輕粉形成決策樹模型,其中麝香為最佳識別中藥,準(zhǔn)確率為76.8%。
表6 公因子藥物組成和荷載系數(shù)
癲癇是由多種原因引起的慢性腦功能障礙性疾病,主要以反復(fù)發(fā)生的大腦神經(jīng)元過度放電所致的暫時性中樞系統(tǒng)功能失常為特點[12],中醫(yī)認(rèn)為其因風(fēng)、火、痰、瘀蒙蔽清竅[13],陰陽紊亂,臟腑功能失調(diào),腦神失用而發(fā)病。鑒于癲癇病機復(fù)雜,辨治方法多,所形成的方劑各有差異,為了全面歸類其臨床應(yīng)用,本研究探討中國方劑數(shù)據(jù)庫中抗癲癇藥物的成方規(guī)律,以期為其開發(fā)和臨床應(yīng)用提供參考。
中藥頻次統(tǒng)計結(jié)果顯示,核心中藥以平肝熄風(fēng)藥、補虛藥、安神藥、清熱藥、化痰止咳平喘藥、解表藥、開竅藥、瀉下藥為主,其中平肝熄風(fēng)藥頻次前三的中藥分別是牛黃、全蝎、天麻,牛黃有化痰熄風(fēng)之功效,能明顯改善致癇鼠的行為學(xué)表現(xiàn)[14];全蝎、天麻擅息風(fēng)止痙,前者醇提取物可顯著抗癲癇的持續(xù)性發(fā)作[15],而后者所含天麻素對癲癇大鼠海馬神經(jīng)元有保護(hù)作用[16]。心、肝、脾、腎為癲癇病位所在,先天稟賦不足元陰虧乏,后天調(diào)攝失宜脾失運化,以致氣亂、積痰、血瘀,引動肝風(fēng)而致癲癇發(fā)病,法當(dāng)補脾益氣、安神益智,佐以補虛藥,其中補虛藥以人參使用頻率最高,在癲癇持續(xù)性狀態(tài)終止后給予其醇提取物治療時,對大鼠海馬神經(jīng)具有保護(hù)作用[17];安神藥使用頻數(shù)之首為朱砂[18],是促進(jìn)安宮牛黃丸神經(jīng)保護(hù)的重要成分,馬融教授以其治療兒童癲癇,療效確切,但其機制有待進(jìn)一步研究[19]。中醫(yī)認(rèn)為,陽癇大多因肝風(fēng)夾痰、蒙蔽清竅所致,急以開竅醒神,繼以瀉熱滌痰熄風(fēng)為主[20],故佐之清熱、化痰、開竅藥能有效控制其發(fā)作。
關(guān)聯(lián)規(guī)則結(jié)果顯示,麝香?朱砂藥對的規(guī)則支持度最高,即為治療癲癇組方的基本藥對,具有鎮(zhèn)驚、開竅醒神的功效;其次是雄黃?朱砂、僵蠶?全蝎藥對,前者可增強祛除風(fēng)痰之力;后者能共奏熄風(fēng)定痙之功[21],并且結(jié)合3種藥對可知使用牛黃、朱砂的方劑同時傾向于配伍麝香,如安宮牛黃丸中主要成分為牛黃、朱砂、麝香,對治療持續(xù)性的癲癇發(fā)作具有良好的效果[22]。朱砂、牛黃、麝香、全蝎、白附子、天麻、雄黃、僵蠶之間聯(lián)系緊密,重用平肝熄風(fēng)藥,體現(xiàn)了中醫(yī)藥治療癲癇時通過熄風(fēng)化痰、開竅醒神來改善患者精神狀況,也提示成方藥對和藥組具有一定的科學(xué)依據(jù)。
聚類分析結(jié)果整體上與關(guān)聯(lián)規(guī)則一致,另有疏肝補氣、瀉火除煩、清熱解表等主要治則。例如,C1 組合含有琥珀、珍珠、天竺黃、金箔、銀箔,其中琥珀、珍珠為琥珀定癇膠囊[23]主要成分,在控制癲癇發(fā)作方面有良好的療效;C7 組合中有遠(yuǎn)志、石菖蒲、茯神,其中遠(yuǎn)志?石菖蒲作為君使藥對,其所篩選化合物的抗癲癇活性非常顯著[24],而茯神寧心安神,可進(jìn)一步增強上述作用;C8 組合含有大黃、黃芩、鉤藤、炙甘草,其中大黃?黃芩配伍應(yīng)用能延長腦損傷早期癲癇小鼠的發(fā)作潛伏期[25],并且大黃瀉熱以存陰,共奏制陽以熄風(fēng);C12 組合含有天麻、全蝎、僵蠶、白附子,主攻息風(fēng)止痙、兼顧燥濕化痰,重在治標(biāo)。
因子分析中大部分規(guī)律與關(guān)聯(lián)規(guī)則、聚類分析類似,其中比較有特色的因子是F3、F13,前者由鉤藤、梔子、蛇蛻、黃芩、升麻、大黃組成,鉤藤具有明顯的抗大鼠癲癇作用[26],與大黃配伍后可用于治療出血性中風(fēng)、小兒痰熱;后者由附子、肉桂組成,功效辛散通陽,治療小兒陰癇有良效[27]。由此可知,所得中藥方劑的成方規(guī)律切合癲癇病因和治則,所得組方具有一定研究價值。
決策樹在成方規(guī)律分析上的應(yīng)用較少,而本研究以朱砂為因變量,其他中藥為自變量,將該方法用于配伍決策模型中,發(fā)現(xiàn)CRT 算法決策樹模型的準(zhǔn)確率最高,篩選出麝香、雄黃、琥珀3 味主要中藥,在關(guān)聯(lián)規(guī)則、聚類分析中均有體現(xiàn),表明三者具有一定組方意義,符合中醫(yī)辨證思路,可為臨床治療癲癇及研發(fā)相關(guān)藥物提供參考。
本研究通過數(shù)據(jù)挖掘手段發(fā)現(xiàn),中藥治療癲癇大多以平肝熄風(fēng)、補脾益氣、鎮(zhèn)驚安神、清熱瀉火、化痰開竅為配伍原則,反映了標(biāo)本虛實的核心病機,與中醫(yī)辨證論治其發(fā)病的理論基本一致。再結(jié)合癲癇發(fā)病機理對關(guān)聯(lián)規(guī)則、聚類分析、因子分析、決策樹、現(xiàn)代藥理學(xué)研究進(jìn)行深入探討,所得結(jié)果體現(xiàn)了中醫(yī)臨床用藥規(guī)律,并明確核心藥物在配伍中的重要地位,并發(fā)現(xiàn)了潛在藥對和藥組,有助于開發(fā)相關(guān)藥物和指導(dǎo)中醫(yī)臨床實踐。