數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中醫(yī)診療研究中的應(yīng)用進(jìn)展*

尚存蕓 李延萍 張 瑩

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid arthritis,RA)以滑膜炎為基本病理改變，臨床以侵蝕性、對(duì)稱性多關(guān)節(jié)腫痛為主要表現(xiàn)，可出現(xiàn)心、肺等系統(tǒng)受累，晚期導(dǎo)致關(guān)節(jié)特征性改變和功能喪失，影響患者生活質(zhì)量。中醫(yī)藥治療可有效改善患者疼痛及并發(fā)癥，減緩RA病情的進(jìn)展，減少西藥的不良作用。為此，臨床上產(chǎn)生了大量有效的中醫(yī)藥數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可直觀、高效地總結(jié)中醫(yī)藥辨證施治RA的規(guī)律。本文對(duì)中醫(yī)診療RA應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 數(shù)據(jù)挖掘的概念

數(shù)據(jù)挖掘(Data Mining,DM)，又稱數(shù)據(jù)庫中的知識(shí)發(fā)現(xiàn)(Knowledge Discovery in Database, KDD)，指在含糊的、隨機(jī)的、多樣性的海量信息中快速準(zhǔn)確地鎖定有意義數(shù)據(jù)的過程；當(dāng)數(shù)據(jù)表達(dá)模糊不清或數(shù)據(jù)概念模棱兩可時(shí)，深入探究數(shù)據(jù)，闡明數(shù)據(jù)本質(zhì)的過程；并對(duì)多種信息進(jìn)行采集、整合、分析，從而得出數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)的過程。數(shù)據(jù)挖掘用以處理模糊、不確定的數(shù)據(jù)表達(dá)，能以網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)輸出信息，優(yōu)化全局問題，涉及了數(shù)據(jù)庫、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的理論和技術(shù)，常用關(guān)聯(lián)規(guī)則等分析方法[1]。

數(shù)據(jù)挖掘首先需肯定所研究數(shù)據(jù)的積極意義，其次剔除基本無效的數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)過于龐大，高效地整合數(shù)據(jù)，最后通過計(jì)算機(jī)技術(shù)深入剖析數(shù)據(jù)潛在價(jià)值，從而獲得有效信息或有意義的結(jié)論[2]。中醫(yī)藥為人類防治疾病做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，在中醫(yī)藥各個(gè)領(lǐng)域引入數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，以更客觀的新方法挖掘中醫(yī)藥潛在價(jià)值，形成系統(tǒng)的、綜合的大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)，為中醫(yī)藥蓬勃發(fā)展帶來新機(jī)遇[3]。

2 數(shù)據(jù)挖掘在RA中醫(yī)診療的研究

中醫(yī)醫(yī)籍中記載有“尪痹”“痛風(fēng)”“白虎歷節(jié)”“風(fēng)濕”等，均可屬于RA的中醫(yī)病名范疇。肝、腎、脾三臟虧虛，風(fēng)、寒、濕、熱邪外侵，致經(jīng)絡(luò)、肌肉、骨節(jié)痹阻，氣機(jī)失調(diào)、血運(yùn)不暢，而發(fā)本病。病程日久，可耗氣傷血，導(dǎo)致痰瘀互結(jié)，虛實(shí)夾雜[4]。不論是病因、病機(jī)、病變過程等關(guān)于RA的中醫(yī)基礎(chǔ)理論，還是辨證、處方、用藥、預(yù)后等關(guān)于RA的中醫(yī)臨床實(shí)踐，DM技術(shù)均可在各方面進(jìn)行研究。主要涵蓋以下6個(gè)方面：①挖掘名老中醫(yī)診治RA臨床用藥規(guī)律，客觀傳承其學(xué)術(shù)思想，形成能指導(dǎo)臨床實(shí)踐的理論和方法；②研究各家診療RA的辨證規(guī)律，規(guī)范四診診療，降低人為因素的主觀影響；③歸納遣方用藥規(guī)律，從用藥頻數(shù)、藥癥關(guān)系、最佳治療劑量、藥對(duì)配伍、藥性等方面入手發(fā)現(xiàn)最佳藥物配伍，經(jīng)典處方原則，為臨床療效提高和新藥新方研發(fā)奠定基礎(chǔ)；④挖掘外治法治療RA的價(jià)值，通過研究針灸取穴規(guī)律、中藥外敷等，為臨床治療RA縮短起效時(shí)間、緩解癥狀給予新方法；⑤將傳統(tǒng)中藥與藥理學(xué)聯(lián)合，為中成藥研制帶來新的機(jī)遇；⑥中醫(yī)古籍是傳承中醫(yī)的重要載體，通過DM技術(shù)探究古籍醫(yī)案的規(guī)律，探究其潛在的巨大價(jià)值，以便古為今用。

2.1 數(shù)據(jù)挖掘在RA名中醫(yī)診治經(jīng)驗(yàn)的研究名老中醫(yī)是中醫(yī)藥診治RA的帶頭人。通過DM技術(shù)提煉其診療經(jīng)驗(yàn)、學(xué)術(shù)思想、用藥規(guī)律等，可豐富中醫(yī)藥治療RA的理論體系，總結(jié)名老中醫(yī)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化新一代中醫(yī)傳承途徑，發(fā)現(xiàn)新的思路、新的方法[5]。張昭等[6]挖掘分析了李濟(jì)仁教授治療活動(dòng)期RA的用藥規(guī)律，總結(jié)出多個(gè)核心組合和新處方，總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)方清絡(luò)飲，得到治療活動(dòng)期RA最常用的藥為青風(fēng)藤，與其寒熱平調(diào)、固本培元為主要治則的學(xué)術(shù)思想相呼應(yīng)。朱亞梅等[7]基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析反映周仲瑛治療RA的用藥及配伍規(guī)律，排列出處方配伍核心的藥物，周仲瑛國醫(yī)大師認(rèn)為RA的主要病因?yàn)轱L(fēng)濕熱邪為主。卜祥偉等[8]應(yīng)用R型聚類方法分析孟鳳仙治療RA的高頻藥物，聚類所得五類藥物分別運(yùn)用于RA活動(dòng)期熱毒熾盛證、活動(dòng)期寒濕痹阻證、緩解期濕瘀痹阻證、緩解期胃陰耗損證、活動(dòng)期濕熱盛者證，該結(jié)果客觀總結(jié)孟鳳仙臨床用藥規(guī)律。馬珂等[9]基于中醫(yī)傳承輔助平臺(tái)研究劉祖貽治療RA的用藥規(guī)律，采用頻數(shù)統(tǒng)計(jì)分析法總結(jié)出高頻藥物，運(yùn)用關(guān)聯(lián)規(guī)則歸納核心組合及常用藥對(duì)為青風(fēng)藤-忍冬藤，通過無監(jiān)督熵層次聚類算法提取新處方，體現(xiàn)國醫(yī)大師善用藤類、蟲類、枝類3種通絡(luò)藥，兼寒涼藥和溫?zé)崴幉⒂谩?/p>

2.2 數(shù)據(jù)挖掘在RA中醫(yī)辨證方面的研究RA目前沒有統(tǒng)一的證型分類標(biāo)準(zhǔn)，中醫(yī)醫(yī)家通過個(gè)體的視覺、嗅覺、聽覺、觸覺等感觀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、臨床辨證，所得數(shù)據(jù)易受主觀因素的影響，缺少客觀統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)用DM技術(shù)將RA的證候進(jìn)行規(guī)范化總結(jié)。朱震等[10]通過計(jì)算機(jī)檢索建立關(guān)于RA證型文獻(xiàn)研究數(shù)據(jù)庫，利用中醫(yī)藥關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘軟件歸納RA最常見的證型，病位以腎、肝為主，涉及經(jīng)絡(luò)、脾、胃，規(guī)范了RA的病因、病性、病位等理論。李增變等[11]對(duì)300例急性期RA患者四診信息進(jìn)行因子分析，將提取的癥狀因子在代表證候的權(quán)重進(jìn)行量化，而分析出主次癥，為急性期RA證候量化提供客觀依據(jù)。李文杰等[12]學(xué)者在廣東地區(qū)采集RA患者病歷，通過DM技術(shù)從臨床癥狀中總結(jié)出可明確辨證的相關(guān)公因子，以對(duì)應(yīng)3種最常見的證候，將癥與證做到了較為精確的映射。沈姍姍等[13]基于文本挖掘技術(shù)從CBM檢索的6763篇文獻(xiàn)中，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)圖摘出以肝腎陰虛為最常見證型，關(guān)節(jié)腫脹為RA最主要的臨床表現(xiàn)，反映RA的證-癥規(guī)律，為簡化辨證過程提供客觀支持。

2.3 數(shù)據(jù)挖掘在RA中藥、方劑的研究治療RA的中藥種類繁多，數(shù)量龐大，通過DM技術(shù)可從中汲取核心藥物、優(yōu)勢(shì)藥對(duì)、高頻藥性，為老藥新用提供新思路。方劑有嚴(yán)格的主次組方規(guī)律，其加減藥味、增減劑量、辨析方證關(guān)系的過程中生成了龐大的數(shù)據(jù)，通過DM技術(shù)可高效挖掘出核心方劑，總結(jié)名老中醫(yī)處方規(guī)律，為研究新處方奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[14]。陳攀等[15]通過系統(tǒng)聚類分析，選用歐氏距離平方測量，以樹形圖形式清晰展示治療RA的高頻藥物。侯阿美等[16]基于HIS數(shù)據(jù)以頻數(shù)分析、關(guān)聯(lián)分析的方法在3881張?zhí)幏街醒芯砍鲋委烺A的中藥藥性及藥對(duì)配伍規(guī)律，為臨床中藥創(chuàng)新使用奠定基礎(chǔ)。王穎等[17]在中醫(yī)傳承輔助平臺(tái)建立治療RA的相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫，以無監(jiān)督的熵層次聚類等分析方法總結(jié)出核心方劑并創(chuàng)立新處方，使新處方的創(chuàng)立更具有科學(xué)性、邏輯性。肖紅等[18]搜集2007—2017年治療RA的處方，運(yùn)用集成關(guān)聯(lián)等數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在144味中藥發(fā)現(xiàn)姜泉治療RA以清利熱濕、活血化瘀為主，其核心處方為“清熱活血方”“二妙丸”，并創(chuàng)立了7個(gè)新處方，挖掘臨床用藥中潛在的規(guī)律。

2.4 數(shù)據(jù)挖掘在RA外治的研究中醫(yī)外治法具有經(jīng)濟(jì)、不良作用小、易操作、顯效迅速的特點(diǎn)，是治療RA的重要手段，臨床主要以針刺、貼敷、熏蒸、灸法、穴位注射等方法[19]。但因不同臨床醫(yī)師自身臨床經(jīng)驗(yàn)的不同，外治法的選擇及療效也大不相同。故通過DM技術(shù)將外治法治療RA標(biāo)準(zhǔn)化。目前，外治法的數(shù)據(jù)挖掘以針灸治療為主，主要總結(jié)取穴規(guī)律及針灸方式的選擇，以提高選穴精準(zhǔn)率和臨床療效，其他外治法仍有廣闊的研究空間。周莉等[20]運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)，歸納了針灸治療RA常見穴位、最佳穴位配對(duì)及優(yōu)勢(shì)針灸方式。王海瑜等[21]對(duì)針刺治療RA的取穴規(guī)律進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析、復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類等研究，總結(jié)出高頻穴位及穴位組合，進(jìn)而總結(jié)出陽經(jīng)腧穴及特定穴是治療RA的選穴主體，對(duì)臨床取穴模式、處方提出指導(dǎo)。張闊等[22]基于中醫(yī)傳承輔助平臺(tái)對(duì)針灸治療RA的文獻(xiàn)進(jìn)行挖掘分析，總結(jié)出RA炎性累及不同關(guān)節(jié)的取穴規(guī)律。端淑杰等[23]經(jīng)Aprior模塊分析得出中藥外敷可降低RA炎癥及凝血指標(biāo)，基于關(guān)聯(lián)規(guī)則證明中藥內(nèi)服聯(lián)合外治可有效改善RA的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)，通過客觀數(shù)據(jù)提高中醫(yī)治療RA的說服力。

2.5 數(shù)據(jù)挖掘在RA中成藥的研究利用現(xiàn)代藥理學(xué)研究，在常用治療RA的中藥中提取了苷類等多種有效成分[24]，研發(fā)了諸多中成藥，如雷公藤多苷片、正清風(fēng)痛寧片、火把花根片、木瓜丸，可有效控制RA病情。中成藥相對(duì)中藥湯劑具有便捷性，通過DM技術(shù)發(fā)現(xiàn)治療RA的核心藥對(duì)及組方規(guī)律，為開發(fā)中成藥成分、劑型提供數(shù)據(jù)支持，規(guī)范中成藥使用。對(duì)于中成藥的開發(fā)，何小娟[25]課題組以RA為例，利用MS SQL數(shù)據(jù)庫構(gòu)建治療RA的中藥網(wǎng)，與相應(yīng)的PPI網(wǎng)絡(luò)做重合及對(duì)比分析，從而得出有效靶點(diǎn)。另一方面利用Pub Chem數(shù)據(jù)庫建立藥-靶點(diǎn)網(wǎng)，逆向預(yù)測治療RA的中藥，為研發(fā)新型治療RA中成藥提供數(shù)據(jù)支持及新方向。董文哲等[26]利用關(guān)聯(lián)分析證明雷公藤制劑與RA相關(guān)檢驗(yàn)存在關(guān)聯(lián)性，并運(yùn)用隨機(jī)行走模型分析單味與復(fù)方雷公藤制劑存在差異，為中成藥有效改善RA病情呈遞客觀指標(biāo)。有學(xué)者運(yùn)用SQL對(duì)4455篇文獻(xiàn)進(jìn)行可視化處理，結(jié)果顯示最頻繁使用的治療RA的中成藥為正清風(fēng)痛寧片，中西藥聯(lián)用時(shí)最常用的中成藥為雷公藤苷片，系統(tǒng)總結(jié)臨床中成藥使用規(guī)律，為中西醫(yī)結(jié)合治療RA奠定基礎(chǔ)[27]。

2.6 數(shù)據(jù)挖掘在RA醫(yī)案古籍的研究中醫(yī)對(duì)于RA的認(rèn)識(shí)源于《黃帝內(nèi)經(jīng)》，縱觀各代醫(yī)家均有對(duì)RA的相關(guān)認(rèn)識(shí)，產(chǎn)生了“尪痹”“鼓槌風(fēng)”“周痹”等具有RA癥狀的病名。歷代的醫(yī)案古籍是中醫(yī)傳承的重要載體，其中蘊(yùn)含著豐富的中醫(yī)理論及臨床實(shí)踐。而中醫(yī)醫(yī)案古籍?dāng)?shù)量龐大，個(gè)人無法逐一閱覽，運(yùn)用DM技術(shù)可提取核心藥物、基礎(chǔ)處方，客觀、全面總結(jié)醫(yī)案古籍中治療RA的用藥規(guī)律。劉孟敏等[28]運(yùn)用apriori算法及聚類算法對(duì)60份全國名老中醫(yī)醫(yī)案進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，反映名老中醫(yī)在診斷RA證候的普遍規(guī)律，為繼承名老中醫(yī)治療RA的學(xué)術(shù)思想提供量化的方法。溫萬鑫[29]基于《中華醫(yī)典》對(duì)RA相關(guān)的檢索詞進(jìn)行規(guī)范化，多次篩查結(jié)果確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率，通過頻數(shù)統(tǒng)計(jì)等DM技術(shù)推測出可能為RA的醫(yī)案、治療RA強(qiáng)關(guān)聯(lián)的藥對(duì)、潛在的藥物組合。王楠[30]利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)統(tǒng)計(jì)分析出《傷寒論》中治療痹證的中藥使用的頻數(shù)、頻率、藥物歸經(jīng)及四氣五味，從經(jīng)方角度挖掘治療RA的相關(guān)線索。

3 討論

如今，DM技術(shù)應(yīng)用于中醫(yī)診療RA的研究日益廣泛，利用該技術(shù)可研究中醫(yī)證候規(guī)律，規(guī)范中醫(yī)四診，總結(jié)臨床各醫(yī)家的辨證規(guī)律，使診斷更具客觀性、規(guī)范性，奠定了臨床實(shí)踐的基石。方劑組合、中藥藥性、藥對(duì)、有效成分等研究基于DM技術(shù)更為簡捷，使中成藥的研制、新處方的創(chuàng)立更為高效。DM技術(shù)用于外治法的研究不斷增加，內(nèi)外合治RA使臨床療效進(jìn)一步提高。運(yùn)用DM技術(shù)可在浩如煙海的古籍中抽絲剝繭，縮短研究時(shí)間，降低人工主觀性，挖掘出其中的方藥規(guī)律，以服務(wù)臨床。另一方面對(duì)于中醫(yī)藥人才培養(yǎng)、中醫(yī)傳承及創(chuàng)新另辟蹊徑。目前已有相關(guān)研究，但仍存在不足，如因子分析是通過計(jì)算各個(gè)癥狀在證候中的相對(duì)重要性來分析辨證過程，如何將定量分析適當(dāng)?shù)貞?yīng)用到患者的臨床診斷中，仍需進(jìn)一步探討實(shí)現(xiàn)[11]；古籍中記載的癥狀、診斷等精簡凝練，無法與RA進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，如何提高兩者之間的相關(guān)性仍存在問題；數(shù)據(jù)挖掘得到的新藥對(duì)、新處方的臨床療效仍需進(jìn)一步考證。

未來，該研究技術(shù)將廣泛應(yīng)用于RA中醫(yī)診療中，規(guī)范四診采集，建立RA的中醫(yī)診療流程。運(yùn)用DM技術(shù)將治療RA的中藥與現(xiàn)代藥理相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)中醫(yī)藥的信息化，為中西醫(yī)結(jié)合治療RA 提供新的機(jī)遇。