阿爾茨海默病“證—方—藥”規(guī)律的共現聚類分析

杜相宜 魏明清 倪敬年 滕羽鷗 王碩實 林楠 王維 馬素亞 李婷 時晶 田金洲

阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是人類面臨的重大神經變性疾病，通過獨特的病理性蛋白逐漸蠶食人類通過學習獲得的知識和技能，損害患者日常生活能力，最終導致失能和死亡[1]。由于缺少有效的治療方法，AD所致的癡呆已經成為全球面臨的公共衛(wèi)生難題[2-3]。AD的治療除了靶向已知病理蛋白外，也應當關注衰老、應激、炎癥對腦功能網絡的潛在影響，以及腦與人體周圍器官的互動[4-5]。中藥復方可能具有多靶點的治療作用，從而成為AD長程管理的重要方面[6]。

中醫(yī)有“心藏神”的認識，也有“腎藏志”的思想，阿爾茨海默病的治療有從心、從腎的不同。基于證候特點，有補虛、祛邪的差異，有活血、祛痰的差異。根據患者病情變化，有守方和辨證的不同。目前，還沒有達成AD中醫(yī)藥治療的真正共識。近年來開展了大量的中藥治療AD的隨機對照研究，而對中藥治療AD的證候和中藥的相關文獻的分析歸納較少，本文擬對近年發(fā)表的臨床研究使用的中藥復方數據進行挖掘分析，提煉AD的核心病機和方證應用規(guī)律，揭示中醫(yī)論治AD的“證—方—藥”規(guī)律。

1 資料與方法

1.1 文獻檢索

檢索從建庫到2020年11月11日的中英文數據庫，包括中文科技期刊全文數據庫(CNKI)、萬方學術期刊全文數據庫(WanFang Data)、維普中文科技期刊數據庫(VIP)、中國生物醫(yī)學文獻數據庫(CBM)、PubMed和EMBASE。采用主題詞、題名進行文獻檢索，疾病名稱檢索詞如“阿爾茨海默病”“阿爾茲海默病”“阿爾采默病”等，中藥檢索詞如“湯”“方”“法”“顆?！薄巴琛钡龋囼灧椒z索詞為“隨機”。檢索詞組內用“OR”連接，組間用“AND”連接。

1.2 文獻篩選

1.2.1 納入標準 (1)國內外公開發(fā)表的中藥治療阿爾茨海默病的隨機對照臨床研究；(2)采用了國際公認的診斷標準和心理學測評工具作為療效判定標準；(3)提供具體的藥物組成或根據干預方法描述可查詢具體藥物組成。

1.2.2 排除標準 (1)無具體病例的臨床經驗介紹、個案報道、理論探討、綜述、實驗研究、資料匯編等非臨床對照研究；(2)研究目的是評價針刺或艾灸等非中藥療法的效果；(3)重復發(fā)表及使用重復病例的文獻；(4)中藥制劑為非口服制劑，如注射劑。

1.3 篩選結果

檢索共獲得5356篇文獻，其中中文文獻5165篇，英文文獻191篇，刪除重復文獻2218篇，所得文獻為3138篇。通過人工復檢排除不符合納入和排除標準的文獻，最終納入分析文獻共336篇。文獻篩選流程見圖1。

圖1 文獻篩選流程圖

1.4 信息提取和數據分析

本研究采用COOC 6.7[7]、UCINET[8]、Matlab[9]進行共現聚類分析。對納入文獻進行全文閱讀，提取文獻中出現的中醫(yī)臟腑定位、證候分型、證素要素、使用方劑、詳細中藥等信息，將各信息內相似主題詞進行同義詞合并及替換，并對各信息組內要素進行鄰接表統(tǒng)計以獲得各信息出現頻率，進行共現矩陣構建以獲得共現次數最多的“證素”和“藥對”共現矩陣構建和聚類分析，尋找主要信息類別，各組別間進行二模共現分析，尋找“證—方”或“證—藥”共現規(guī)律。將共現矩陣表格輸入UCINET及Matlab獲得共現圖譜。

2 結果

2.1 證候分型及臟腑定位頻次分析

336篇文章中有180篇(53.6%)文章提到具體中醫(yī)證候分型，通過頻次統(tǒng)計，得出前8位的證候排序(見表1)，其中“腎精不足” “肝腎虧虛” “痰濁蒙竅”位列前三，各證候頻次比較差距不大。336篇文章中有275篇(81.8%)文章提到AD疾病所起的中醫(yī)臟腑定位，其中“腎”以256次的高頻排在第一，其次是“腦”(114次)、“脾”(110次)、“心”(107次)、“肝”(95次)。

表1 證候頻次統(tǒng)計

2.2 證候要素頻次及共現分析

納入文章中共有276篇(82.1%)文章可提取中醫(yī)證候要素，通過頻次統(tǒng)計，排序前8名的證候要素見表2。對各證候要素進行共現分析，證候要素共現分析結果如圖2。同種顏色代表同一種聚類，兩點之間連線的粗細代表共同出現的次數多少。其中，“腎虛” “血瘀”“痰濁”“髓減”為同一聚類，“脾虛”“心氣虛”“肝陰虛”為同一聚類?！澳I虛”“血瘀”“痰濁”頻次遙遙領先，且“腎虛”與第二位的“血瘀”差距超過60。證候要素共現中以“腎虛-痰濁-血瘀”三者共現為高。

圖2 證候要素共現聚類圖

表2 證候要素頻次統(tǒng)計

2.3 常用方劑頻次分布

納入文獻中有247篇(73.5%)文獻中可提取具體方名，出現頻率前8名的方劑依次為“通竅活血湯”(12)、“補腎益智湯”(11)、“六味地黃丸”(10)、“調心方”(8)、“七福飲”(7)、“洗心湯”(6)、“地黃飲子”(5)、“金匱腎氣丸”(5)。其中”六味地黃丸” “七福飲”“洗心湯”“通竅活血湯”均為治療癡呆的常用名方，分別是補腎、化痰和活血的經典方劑。

2.4 中藥頻次及共現分析

納入文獻使用最多的前8位中藥分別為“菖蒲”(182)、“熟地黃”(158)、“川芎”(141)“遠志”(137)、“當歸”(122)、“茯苓”(119)、“黃芪”(105)、“山萸肉”(92)。出現頻次大于等于30次的中藥進行共現分析以及K-Means聚類。圖中同一種顏色代表同一種聚類，不同節(jié)點間的連線粗細代表兩節(jié)點的共現強度，前8位中藥中“菖蒲” “熟地黃”“遠志”“茯苓”“山萸肉”為同一簇聚類，“黃芪”“當歸”“川芎”為同一簇聚類。見圖3。

圖3 中藥共現聚類圖

AD常用中藥K-Means聚類中，綠色簇包括“菖蒲”“熟地黃”“遠志”“茯苓”“山萸肉”等，為補腎益智之藥，紅色簇包括“赤芍”“桃仁”“紅花”“當歸”等，為活血化瘀之藥，紫色簇包括“陳皮”“半夏”“白術”等，多為化痰之藥，黃色簇包括“黃精”“枸杞子”“菟絲子”等，多為填精之藥，褐色簇包括“五味子”“酸棗仁”“人參”等多為益氣安神之藥，藍色簇包括“丹參”“地龍”等活血通絡藥。

常用藥對(二元共現)及常用三味中藥(三元共現)組成見表3～4。最常見藥對為“菖蒲—遠志”，與第二名有顯著差距。藥物三元共現中以“熟地黃—菖蒲—遠志”為最多，其次是“山萸肉—熟地黃—茯苓”。

表3 中藥藥對共現頻次

表4 中藥三元共現頻次

2.5 “證候—方劑”二模共現分析

納入文獻同時明確證候名稱和方劑名稱的文獻181篇(53.9%)，提取證候和方劑進行二模共現(圖4～5)。圖4中X軸代表不同證候，Y軸代表不同方劑，Z軸代表共現頻次。其中共現頻次最多的為“痰濁蒙竅”和“洗心湯”，次之為“髓海不足—七福飲”“肝腎虧虛—補腎益智湯”“腎虛血瘀—補腎益智顆?！?。圖5紅色圓形代表不同證候，藍色方形代表不同方劑，連線上的數字代表共現頻次。網絡連線較多方劑分別為“通竅活血湯”“七福飲”“洗心湯”和“補腎益智湯”，“腎虛血瘀—補腎益智顆?！豹毩⒂诮徊婢W絡之外，“調心方”與高頻證候無共現現象。

圖4 “證候—方劑”二模共現曲面圖

圖5 證候-方劑二模共現節(jié)點網絡圖

2.6 “證素—中藥”二模共現分析

將可提取證候要素信息的文章中證候要素和中藥進行二模共現，得到結果如圖6。其中“腎虛—熟地黃”“腎虛—遠志”“腎虛—菖蒲”“腎虛—川芎”“血瘀—川芎”“腎虛—山萸肉”“血瘀—菖蒲”均為二模共現中排序靠前者。

圖6 “證素—中藥”二模共現節(jié)點網絡圖

3 討論

3.1 可行性

阿爾茨海默病屬于中醫(yī)呆病或癡呆，古人并不嚴格區(qū)分引起癡呆的不同病因，如神經變性或血管病，很難了解古人治療阿爾茨海默病的中醫(yī)藥經驗。此外，治療癡呆的古方經驗也存在多個理論，有從心論治，有從腎論治，有以化痰為法，有補氣血為法。近年來開展了大量以阿爾茨海默病為對象的中藥臨床試驗，通過分析這些已發(fā)表的臨床數據，借助臨床數據和統(tǒng)計技術，可以發(fā)現當前臨床實際中阿爾茨海默病的“證—方—藥”使用規(guī)律。

隨機對照試驗具有更嚴格的設計要求，報告的中藥組方往往以專家經驗為基礎，比個案報道更穩(wěn)定可靠，因此研究篩選了隨機對照試驗作為數據源。作者整理提取了隨機對照試驗報告的阿爾茨海默病患者的證候類型、證候要素、選方用藥等信息，通過多種聚類分析方法挖掘臨床中“證—方—藥”的客觀規(guī)律，以期為阿爾茨海默病的準確辨證和選方用藥提供可靠證據。

3.2 可信度

聚類是一個將數據集中在某些方面相似的數據成員進行分類組織的過程，聚類技術經常被稱為無監(jiān)督學習[10]，是一種很好的發(fā)現內在結構的技術。此外，共現技術是將兩個及以上關鍵詞等短語共同突現，常以頻次表示共現程度[11]。分析各證素的共現關系和各個方劑內的中藥共現關系，可以發(fā)掘相互伴生的證候要素(證候組合)和常配伍使用的中藥藥對(中藥合用)。二模共現對一種節(jié)點集合(模態(tài))和另一種節(jié)點集合(模態(tài))進行共現分析[12]。故本文章可通過對證候和方劑進行二模共現發(fā)現各證候常用方劑，對證素和中藥進行二模共現發(fā)現各證素對應的常用中藥。

3.3 創(chuàng)新性

與既有研究相比，本研究采用的納入標準和分析方法不同[13-16]。本研究明確以阿爾茨海默病為對象，不包括血管性癡呆等其他癡呆類型，指導阿爾茨海默病治療會有更強的針對性。納入了具有更高研究質量的臨床隨機對照試驗，直接提取了證候或證候要素，并不是基于所使用的中藥功效推定出證候分型，更好地反應原始研究對證候分型的觀點，更加客觀。

既往阿爾茨海默病的證藥規(guī)律研究多為單獨對證候和中藥進行單獨分析，少有對二者進行共現分析。本研究通過“證—方—藥”聯合共現方法，顯示常用方劑和中藥具有很好的“方—證”“藥—證”對應關系。證候要素構成中醫(yī)證候的基本單元，描述了病位以及病性，是辨證的主要依據，其合理應用可以提高辨證準確性[17]。