基于數(shù)據(jù)挖掘的中醫(yī)治療新型冠狀病毒肺炎用藥規(guī)律分析*

潘 曄，張明利

(河南省中醫(yī)藥研究院，河南 鄭州 450004)

新型冠狀病毒肺炎(簡稱新冠肺炎) 自暴發(fā)以來，廣大醫(yī)務(wù)人員、各大醫(yī)療機(jī)構(gòu)積極探索疫情防控措施。國家衛(wèi)生健康委員會(huì)《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第三版)》[1]首次納入中醫(yī)預(yù)防及診療處方，并一直延續(xù)至“第七版”[2]。各省市、自治區(qū)衛(wèi)生健康委員會(huì)、中醫(yī)藥管理局[3]根據(jù)新冠肺炎疾病特點(diǎn)，以及當(dāng)?shù)貧夂蚺c飲食習(xí)慣等提出各種版本的防治方案，結(jié)合傳統(tǒng)中醫(yī)與各地實(shí)際情況，充分發(fā)揮中醫(yī)特色。截至 2020 年 3 月 4 日，新型冠狀病毒肺炎診療方案第七版發(fā)布之前，已有24個(gè)地區(qū)發(fā)布了多版中醫(yī)防治方案，幫助新冠肺炎患者康復(fù)和廣大群眾預(yù)防新冠肺炎。新冠肺炎屬于中醫(yī)學(xué)“疫病”范疇。中醫(yī)藥治療流感等疫病，如果病因病機(jī)分析透徹，遣方用藥合理嚴(yán)謹(jǐn)，1周左右即可痊愈。本研究采用數(shù)據(jù)挖掘的方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從各地的中醫(yī)治療方案的用藥出發(fā)，分析治療方用藥的四氣、五味、十二經(jīng)及藥物功效，挖掘其中的藥物組合并進(jìn)行聚類形成新的聚類方，從而得出新冠肺炎的病機(jī)病因病位，發(fā)掘治療方中的共識(shí)，探究新冠肺炎的治療方法與思路。本文采用專業(yè)中醫(yī)藥數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)與統(tǒng)計(jì)軟件相結(jié)合的方式，專業(yè)中醫(yī)藥數(shù)據(jù)挖掘軟件功能便捷，能快速得到結(jié)論；而專業(yè)統(tǒng)計(jì)軟件可以跳出常規(guī)的數(shù)據(jù)挖掘方法，采用新模型得到獨(dú)特結(jié)論。本文不僅得到了“對(duì)藥”組合，還得到“角藥”組合。數(shù)據(jù)挖掘方法是方劑用藥規(guī)律分析的一大利器，新冠肺炎防治方案的數(shù)據(jù)挖掘有利于中醫(yī)藥抗疫經(jīng)驗(yàn)的傳播與推廣。

1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與處理

1.1 處方數(shù)據(jù)來源

對(duì)各省市、自治區(qū)衛(wèi)生健康委員會(huì)、中醫(yī)藥管理局官方網(wǎng)站進(jìn)行檢索，全面收集各地發(fā)布的新冠肺炎中醫(yī)防治方案，本文只提取各版本的中醫(yī)治療方案。隨著國家衛(wèi)生健康委員會(huì)不斷發(fā)布新冠肺炎診療方案，各地特別是新冠肺炎疫情嚴(yán)重的省市也不斷更新診療方案版本。本文將國家衛(wèi)生健康委員會(huì)和北京市[4]、上海市[5]、廣東省[6]、湖北省[7]等24個(gè)省級(jí)衛(wèi)生健康委員會(huì)發(fā)布的新冠肺炎防治方案進(jìn)行整理，剔除兒童治療方，只選取其中203首中藥治療方，并與恢復(fù)期處方分開。得到治療期(非恢復(fù)期)處方178首，檢索時(shí)間截至2020年3月4日。

1.2 處方數(shù)據(jù)預(yù)處理

1.2.1 處方選擇及分類

各地區(qū)的防治方案通常有多個(gè)版本，對(duì)于同一地區(qū)不同版本中的相同處方視為重復(fù)處方進(jìn)行去重處理，不同地區(qū)的重復(fù)處方則保留。這種處理方法是在剔除重復(fù)的處方基礎(chǔ)上保留重要處方的占比。如果不同地區(qū)的治療處方相同，可以證明這個(gè)治療方是在各地區(qū)達(dá)成共識(shí)的。將各個(gè)地區(qū)都認(rèn)同的處方保留，就是保留其重要性。由于各地中醫(yī)診療方案均主張對(duì)新冠肺炎進(jìn)行分期治療，而恢復(fù)期的治療方法明顯不同于其他時(shí)期，故本文將恢復(fù)期處方刪除。

1.2.2 分析軟件與分析方法

本文采用由中國中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)藥信息所研制開發(fā)的古今醫(yī)案云平臺(tái)與統(tǒng)計(jì)軟件SPSS Modeler 18.0共同分析治療方數(shù)據(jù)，充分挖掘新冠肺炎治療方?；镜臄?shù)據(jù)洗清與預(yù)處理采用Excel表，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化則采用古今醫(yī)案云平臺(tái)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化模塊。之后分別采用古今醫(yī)案云平臺(tái)和SPSS Modeler 18.0進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則分析和聚類分析，并比較結(jié)果，得出結(jié)論。

2 結(jié) 果

2.1 治療方高頻藥物分析

178首治療方中中藥的總頻次為2 015次，由于地域習(xí)慣、炮制方法等原因?qū)е轮兴幟唤y(tǒng)一，采用古今醫(yī)案云平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化模塊，不考慮炮制方法，并依據(jù)2015版《中華人民共和國藥典》進(jìn)行核對(duì)。除去復(fù)合藥品及曲劑，標(biāo)準(zhǔn)化之后共有159種不同藥物，如：補(bǔ)氣藥甘草片、白術(shù)、黃芪，止咳平喘藥苦杏仁、葶藶子，發(fā)散風(fēng)寒藥麻黃、生姜，清熱瀉火藥石膏、蘆根，芳香化濕藥蒼術(shù)、廣藿香、厚樸、草果，清熱燥濕藥黃芩，清熱解毒藥連翹、金銀花，利水消腫藥茯苓、薏苡仁，理氣藥陳皮，溫化寒痰藥法半夏，行氣利水、截瘧、驅(qū)蟲藥檳榔，清熱涼血藥赤芍，清熱化痰藥桔梗、瓜蔞，攻下藥大黃，補(bǔ)益肝腎、收斂固澀藥山萸肉，活血祛瘀、止咳平喘藥桃仁，發(fā)散風(fēng)熱藥柴胡，補(bǔ)陰藥麥冬。治療方中高頻藥物頻次對(duì)比，見表1。

表1 新冠肺炎治療方高頻藥物頻次對(duì)比

2.2 治療方高頻藥物屬性分析

所有藥物的四氣五味歸經(jīng)屬性統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下，所用藥物藥性以寒、溫、平為主，見圖1左；藥味以甘、苦、辛為主，見圖1右。藥物主要?dú)w肺、胃、脾經(jīng)，見圖2。藥物功效分布情況，見圖3。

圖1 新冠肺炎治療方高頻藥物四氣雷達(dá)圖與五味雷達(dá)圖

圖2 新冠肺炎治療方高頻藥物十二經(jīng)雷達(dá)圖

圖3 新冠肺炎治療方藥物功效分布情況

從高頻藥物的藥物屬性與功效分布來看，藥品五味主要為辛、苦、甘，辛能行能散，宣肺平喘；苦能燥能瀉，善治熱證，燥濕和胃，下氣平喘，化濕祛濁解毒；甘能補(bǔ)能和，健脾益氣，甘淡相合，則滲濕利水。

2.3 治療方數(shù)據(jù)高頻藥物組合分析

中藥配伍在傳統(tǒng)中醫(yī)臨床中運(yùn)用廣泛，如：《傷寒論》和《金匱要略》包含了豐富的方劑配伍，學(xué)者也不斷對(duì)其進(jìn)行學(xué)習(xí)探討[8]。兩味藥物的組合被稱為“對(duì)藥”，具有相互關(guān)聯(lián)作用的3味藥物組合被稱為“角藥”。古今醫(yī)案云平臺(tái)的中藥配伍功能與SPSS Modeler 18.0的關(guān)聯(lián)規(guī)則功能類似，可以得到高頻藥物的藥物組合，即“對(duì)藥”與“角藥”。SPSS Modeler 18.0的透視網(wǎng)絡(luò)圖將所有處方中“對(duì)藥”相連，比較直觀，見圖4。

圖4 新冠肺炎治療方高頻藥物組合透視網(wǎng)絡(luò)圖

古今醫(yī)案云平臺(tái)的用藥——中藥配伍功能得到的結(jié)論與SPSS Modeler 18.0相同，藥物組合(兩個(gè))的關(guān)聯(lián)規(guī)則，見表2。采用SPSS Modeler 18.0軟件的關(guān)聯(lián)規(guī)則方法得到更多藥物組合，見表3。

表2 新冠肺炎治療方兩味藥物組合關(guān)聯(lián)規(guī)則結(jié)果

表3 新冠肺炎治療方多味藥物組合關(guān)聯(lián)規(guī)則結(jié)果

續(xù)表3 新冠肺炎治療方多味藥物組合關(guān)聯(lián)規(guī)則結(jié)果

綜合兩種方法得到“對(duì)藥”與“角藥”組合，頻次從高到低依次為苦杏仁-麻黃、甘草片-苦杏仁、麻黃-石膏、苦杏仁-石膏、蒼術(shù)-麻黃、甘草片-石膏、苦杏仁-黃芩，黃芩-甘草片等，其中苦杏仁-麻黃、甘草片-苦杏仁、麻黃-石膏3個(gè)“對(duì)藥”頻次最高，即經(jīng)方麻杏石甘湯。麻杏石甘湯被廣泛用于治療新冠肺炎，試驗(yàn)與臨床結(jié)果顯示：麻杏石甘湯可以抑制肺微血管白細(xì)胞黏附、炎性因子釋放、炎性細(xì)胞浸潤，抑制肺微血管滲出，顯著改善肺間質(zhì)水腫[9]。檳榔、厚樸、草果等藥物組合出自達(dá)原飲。檳榔能消能磨，除伏邪，為疏利之藥；厚樸破戾氣；草果辛烈氣雄，除伏邪盤踞。3味藥協(xié)力直達(dá)巢穴，使邪氣潰敗，速離膜原，是以為達(dá)原也[10]。

2.4 藥物聚類分析

通過古今醫(yī)案云平臺(tái)的聚類分析功能將頻次靠前的30味中藥進(jìn)行聚類分析，生成7個(gè)聚類方，見表4。治療方藥物圓形豎向聚類圖見圖5。

表4 新冠肺炎治療方藥物聚類方

圖5 新冠肺炎治療方藥物圓形豎向聚類圖

本次聚類結(jié)果通過古今醫(yī)案云平臺(tái)的聚類分析得到。按照歐式距離最短距離區(qū)分，得到了藥物的分類結(jié)果。其中山萸肉、附子與人參明顯區(qū)分與其他藥物，與許多地區(qū)將新冠肺炎分期治療的思路相符。

3 討 論

隨著新冠肺炎治療方法的不斷深入，已有臨床數(shù)據(jù)和案例可以驗(yàn)證中醫(yī)藥治療方法在緩解癥狀、延緩或者減少輕癥發(fā)展成為重癥的過程中起到了十分顯著的效果。本文研究工具采用Excel表、SPSS Modeler 18.0，以及古今醫(yī)案云平臺(tái)等軟件，分別用于篩選、頻次統(tǒng)計(jì)、關(guān)聯(lián)規(guī)則分析和聚類分析，針對(duì)國家衛(wèi)生健康委員會(huì)及各省級(jí)、直轄市衛(wèi)生機(jī)構(gòu)發(fā)布的新型冠狀病毒肺炎診療方案內(nèi)的中醫(yī)治療方的用藥規(guī)律進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果得出：全國各地區(qū)中醫(yī)治療方使用頻率較高的藥物有甘草片、杏仁、麻黃、石膏、茯苓、黃芩、廣藿香、蒼術(shù)、陳皮、法半夏等。將本研究中用藥頻次較高的前30位藥進(jìn)行歸類，所用藥物藥性以寒、溫、平為主，藥味以甘、苦、辛為主，主要?dú)w肺、胃、脾經(jīng)?？梢姡鞯厥袑?duì)新冠肺炎病機(jī)的認(rèn)識(shí)已有共識(shí)，即氣虛、肺氣不寧、有濕有熱。按照藥性分類，發(fā)現(xiàn)常用藥為芳香化濕藥、淡滲利濕藥、清熱化痰藥、清熱解毒藥、清熱瀉火藥、止咳平喘藥、發(fā)散風(fēng)寒藥、補(bǔ)氣藥。再由關(guān)聯(lián)規(guī)則所得出的“對(duì)藥”和“角藥”，與麻杏石甘湯和達(dá)原飲契合。這些用藥特征與新冠肺炎“濕熱疫毒”病機(jī)相吻合，與病位在上焦肺、中焦脾胃相吻合。

新冠肺炎病因?yàn)楦惺堋耙甙O”之氣所致，主要特征是傳染性強(qiáng)，主要癥狀是發(fā)熱、呼吸道癥狀。王金榜等[11]認(rèn)為：本病的病因?yàn)椤皾裥詽岫尽保缙诓∥辉谏辖狗魏椭薪蛊⑽?。徐波等[12]認(rèn)為：本病為濕毒疫，主要證候特點(diǎn)為濕、毒、瘀、虛。王玉光等[13]認(rèn)為：本病屬于濕毒疫，病位在脾肺，基本病機(jī)特點(diǎn)為濕、毒、瘀、閉。范逸品等[14]認(rèn)為：本病的病因?yàn)橐叨緤A雜溫燥和濕寒，病機(jī)為疫毒壅塞肺部，導(dǎo)致氣機(jī)痹阻，主要證候特點(diǎn)為毒、燥、濕、寒、虛、瘀。熊繼柏[15]認(rèn)為：本病病邪性質(zhì)為“溫?zé)釢岫尽?。馬家駒等[16]認(rèn)為：本病的核心病機(jī)為濕、熱、毒、瘀、虛。國家衛(wèi)生健康委員會(huì)發(fā)布的第七版新冠肺炎診療方案內(nèi)中醫(yī)診療方案將本病分為醫(yī)學(xué)觀察期、臨床治療期和恢復(fù)期，其中臨床治療期又分為輕型的寒濕郁肺證和濕熱蘊(yùn)肺證，普通型的濕毒郁肺證和寒濕阻肺證，重型的疫毒閉肺證和氣營兩燔證，危重型的內(nèi)閉外脫證?；謴?fù)期則分為肺脾氣虛證和氣陰兩虛證。治療原則應(yīng)圍繞濕、毒，根據(jù)濕、毒結(jié)合寒邪或熱邪，以辟穢化濁、燥濕或滲濕進(jìn)行對(duì)癥治療。從本文結(jié)論來看，各地區(qū)治療原則一致，廣泛吸收了麻杏石甘湯、達(dá)原飲及小柴胡湯的用藥方法，運(yùn)用經(jīng)典方劑抗擊新冠肺炎，拓寬了中醫(yī)藥治療全球化烈性傳染病辨證論治的思路。高頻的前30位藥物包含了經(jīng)典的麻杏石甘湯、五苓散、射干麻黃湯、小柴胡湯，以及達(dá)原飲的主要藥物，國家第六版目錄中添加了基本方——清肺排毒湯，而清肺排毒湯與本文前30位高頻中藥大致相同，也是由這幾首名方加減化裁而來，可見數(shù)據(jù)挖掘的結(jié)果與國家版基本方不謀而合。