基于數(shù)據(jù)挖掘和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)探討冠心病合并抑郁用藥規(guī)律和作用機制

李東方 黃樂曦 侯季秋 李 艷 趙海濱

1.北京中醫(yī)藥大學(xué)東方醫(yī)院，北京 100078；2.浙江省中醫(yī)院全科醫(yī)學(xué)科，浙江杭州 310003；3.北京市豐臺中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院，北京 100072

隨著“雙心醫(yī)學(xué)”模式的建立，心理因素在冠心病發(fā)生發(fā)展中的重要作用逐漸受到重視。冠心病合并抑郁是一種在器質(zhì)性心臟病基礎(chǔ)上并存心理障礙從而導(dǎo)致“身心同病”的綜合性疾病[1]。抑郁已被證實是冠心病的獨立危險因素，可導(dǎo)致冠心病患者預(yù)后惡化[2]。一項關(guān)于中國冠心病患者抑郁癥的患病率薈萃分析顯示，冠心病與抑郁癥的共病率為51%，其中合并嚴(yán)重抑郁癥者為3.1%～11.2%[3]。目前西醫(yī)對本病的治療除了冠心病二級預(yù)防聯(lián)合抗抑郁藥物外，尚有心理、音樂、運動支持療法[4-5]，但效果不甚理想，且存在一定心理依賴性和副作用[6]。而中醫(yī)中藥對本病的治療具有獨特優(yōu)勢，通過個體化辨證施治，能夠顯著改善臨床癥狀和提升生活質(zhì)量[7]。但目前對于其用藥規(guī)律及作用機制缺乏深入研究?；诖?，本研究收集整理了近20 年中醫(yī)藥治療冠心病合并抑郁的臨床文獻(xiàn)，挖掘用藥規(guī)律和分析潛在作用機制，以期為中醫(yī)藥治療冠心病合并抑郁的臨床用藥和可能的作用機制提供參考。

1 資料與方法

1.1 文獻(xiàn)來源

分別使用中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫、維普、中國生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)服務(wù)系統(tǒng)的“專業(yè)搜索”功能[8]。以中國知網(wǎng)為例，檢索項選擇“主題”，檢索詞為“冠心病合并抑郁”或“胸痹”“郁證”+“中醫(yī)”或“中藥”或“中醫(yī)藥”或“中西醫(yī)結(jié)合”，檢索時限為建庫至2021 年7 月。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn)

①冠心病合并抑郁診斷明確，其中冠心病診斷參照WHO 制定的《缺血性心臟病的命名及診斷標(biāo)準(zhǔn)》[9]，抑郁診斷參照《中國精神障礙分類與診斷標(biāo)準(zhǔn)（CCMD-3）》中抑郁癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)[10]；②開展臨床隨機對照、隊列、回顧性研究的文獻(xiàn)；③專家經(jīng)驗、個案報道，多次就診者采用首診方；④所載文獻(xiàn)中藥處方服用方法為口服，且有明確的藥物組成和詳細(xì)劑量；⑤中藥方劑被證實有一定療效。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn)

①綜述、實驗、科普類文獻(xiàn)；②重復(fù)發(fā)表或處方相同的文獻(xiàn)，僅選取其中1 篇；③采用針灸、推拿、穴位貼敷等其他中醫(yī)治療方法的研究。

1.4 中藥名稱規(guī)范

通過《中華人民共和國藥典》（2020 年版）[11]和《中藥學(xué)》[12]進(jìn)行規(guī)范，如生曬參、紅參統(tǒng)一為人參，山萸肉、山芋肉均按山茱萸處理等。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

運用“中醫(yī)傳承輔助平臺V2.5”軟件，本軟件由中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所提供。為避免測量偏倚[13]，確保數(shù)據(jù)的可靠性，由雙人負(fù)責(zé)逐個核對，將納入處方中的所有中藥錄入到中醫(yī)傳承輔助平臺軟件。進(jìn)入中醫(yī)傳承輔助平臺軟件系統(tǒng)，運用“統(tǒng)計報表”模塊中“基本信息統(tǒng)計”功能，進(jìn)行四氣五味歸經(jīng)分析；運用“數(shù)據(jù)分析”模塊中“方劑分析”功能，進(jìn)行頻次統(tǒng)計、組方規(guī)律及新方分析。將治療冠心病合并抑郁的核心藥物錄入到中藥作用機制在線分析軟件BATMANTCM（http：//bionet.ncpsb.org/batman-tcm/）[14-15]，探討核心藥物治療本病的作用機制。

2 結(jié)果

2.1 藥物頻次分析

將符合納入條件的70 首方劑中的中藥進(jìn)行藥物頻次分析，共使用中藥108 味，按照從高到低的頻次排序，使用頻次≥15 的中藥共18 味。具體藥物、頻次及分類見表1。

表1 用藥頻次≥15 的中藥

2.2 四氣、五味與歸經(jīng)分析

108 味中藥藥性分布以溫、寒居多，平次之，見表2。五味中以苦、辛、甘為主，見表3。歸經(jīng)使用頻次中肝、心、脾居于前三位，見表4。

表2 藥物四氣頻次分布

表3 藥物五味頻次分布

表4 藥物歸經(jīng)頻次分布

2.3 基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的組方規(guī)律分析

應(yīng)用關(guān)聯(lián)規(guī)則算法，對70 首方劑進(jìn)行“組方規(guī)律”分析，將支持度個數(shù)設(shè)為15，置信度設(shè)為0.85，得到高頻藥物組合共30 對，其中出現(xiàn)頻次最高的組合為“柴胡，白芍”，見表5。對得出的藥物組合進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則分析，提取出14 條關(guān)聯(lián)規(guī)則，見表6。并繪制中藥之間的網(wǎng)絡(luò)展示圖，見圖1。

圖1 用藥模式網(wǎng)絡(luò)化展示

表5 出現(xiàn)頻次≥15 的藥物組合

表6 藥物組合關(guān)聯(lián)規(guī)則（置信度≥0.85）

2.4 基于復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類的組方規(guī)律分析

運用復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類功能進(jìn)行層次聚類分析，依據(jù)處方數(shù)量，結(jié)合經(jīng)驗判斷和不同參數(shù)提取數(shù)據(jù)的預(yù)讀，將“相關(guān)度”設(shè)為8，“懲罰度”設(shè)為4，演化出核心藥物組合共16 組，得到新方8 個。見表7～8。新方可視化網(wǎng)絡(luò)展示圖見圖2。

圖2 潛在新處方網(wǎng)絡(luò)展示圖

表7 基于熵聚類的新方組合

2.5 基于BATMAN-TCM 分析柴胡、白芍、川芎、茯苓、酸棗仁核心中藥配伍治療冠心病合并抑郁的潛在作用機制

2.5.1 分析柴胡、白芍、川芎、茯苓、酸棗仁配伍疾病富集 將“Score cutoff”設(shè)為80，“Adjust P-value”設(shè)為0.01，柴胡、白芍、川芎、茯苓、酸棗仁核心中藥配伍作用靶點數(shù)≥4 富集的疾病共有33 種，其中包括未特指的心血管疾病、未特指的焦慮癥和抑郁癥。見表9。

表8 基于熵聚類的候選新方

表9 柴胡、白芍、川芎、茯苓、白術(shù)配伍富集疾病分析

2.5.2 分析柴胡、白芍、川芎、茯苓、酸棗仁配伍潛在作用信號通路 在潛在目標(biāo)信息學(xué)分析結(jié)果中，柴胡、白芍、川芎、茯苓、酸棗仁配伍≥9 個的生物學(xué)KEGG信號通路共有37 條。見表10。潛在靶點、信號通路與疾病網(wǎng)絡(luò)可視化見圖3。

圖3 靶點-通路-疾病網(wǎng)絡(luò)可視化圖

表10 KEGG 通路富集分析結(jié)果

3 討論

冠心病合并抑郁屬于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)“雙心疾病”的范疇，祖國醫(yī)學(xué)多將其歸屬“胸痹心痛”“郁證”“臟躁”等。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為，心為“君主之官，神明出焉”，具有“主血脈”“主神明”的生理功能，“血脈之心”與“神明之心”融為一體，兩者生理相依、病理互損[16]。正如《景岳全書·郁證》云：“至若情志之郁，則總由乎心，此因郁而病也?！碧崾咀鎳t(yī)學(xué)早就認(rèn)識到心與情志因素的密切關(guān)系，可見冠心病可致抑郁的發(fā)生。抑郁證的基本病機為氣機郁滯導(dǎo)致肝失疏泄，“氣結(jié)則血凝”，氣機不暢影響血液的正常運行，導(dǎo)致瘀血的發(fā)生，瘀阻心脈，乃發(fā)胸痛。因此，抑郁亦可導(dǎo)致冠心病的出現(xiàn)。提示冠心病合并抑郁的主要病機是氣血運行的失常。以下結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果詳細(xì)探討，并對可能通路機制予以預(yù)測說明。

從四氣分析來看，冠心病合并抑郁的用藥以溫性最多，此類藥物既具有疏肝理氣、活血化瘀之功，亦有益氣補血、養(yǎng)心安神之效。本病初期的臨床表現(xiàn)多以氣滯血瘀實證為主，病程遷延纏綿可轉(zhuǎn)化為氣虛血瘀、心神失養(yǎng)的虛實夾雜證，而溫類藥多可貫穿疾病的始終。藥味方面，用藥以苦、辛、甘為主，苦入心，可助藥效直達(dá)病所，且具有清瀉心肝火熱的作用；辛類藥能行、能散，可行氣活血、寬胸散結(jié)；甘味藥具有補益和中、緩急止痛的特點，有助于減輕氣短乏力、情緒低落、胸痛的癥狀?！端貑枴り庩枒?yīng)象大論》曰：氣味辛甘發(fā)散屬陽，酸苦涌泄為陰，“苦、辛、甘”的藥味特點體現(xiàn)了治療本病“氣血同調(diào)、陰陽兼顧”的組方思路。從歸經(jīng)分析，肝心脾經(jīng)合計占三成之多。肝藏血，心主血脈，脾主統(tǒng)血，三臟對全身血液的正常運行發(fā)揮關(guān)鍵作用。另外，肝主魂，心主神，肝與心可共同調(diào)節(jié)人體情志活動。故入肝、心、脾經(jīng)的藥物可暢血脈、調(diào)氣機、定神志。綜上，四氣五味歸經(jīng)的結(jié)果可大致反映冠心病合并抑郁的用藥特點，為臨床藥物選擇提供參考依據(jù)。

通過對70 首組方分析得出，使用頻次≥15 的中藥共18 味。其中柴胡居于所有藥物頻次首位，雖然屬于中藥類別中的辛涼解表藥，但處方中多取其疏肝理氣之功。《本草綱目》曰：柴胡，上品也，苦、平，主治“心腹，去腸胃中結(jié)氣，飲食積聚，寒熱邪氣，推陳致新；補五勞七傷，除煩止驚，健忘”。不難發(fā)現(xiàn)，柴胡具有調(diào)暢氣機、安神鎮(zhèn)驚等多種功效，而冠心病合并抑郁臨床多表現(xiàn)為胸悶心悸、氣短乏力、食欲不佳、心境低落、煩躁失眠等氣郁不暢、心神不寧之象，可見柴胡恰契合病機。現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究亦證實[17]，柴胡主要活性成分中的皂柴胡-白芍苷A 和皂苷D 具有抗抑郁作用，通過調(diào)節(jié)PI3K-AKT、MAPK、RAS 等信號通路發(fā)揮功能。進(jìn)一步從藥對分析，“柴胡-白藥”組合使用頻次最高，且處于用藥模式網(wǎng)絡(luò)化展示圖中核心位置。此藥對出自《太平惠民和劑局方》，是疏肝解郁方劑中的經(jīng)典配伍。前者重在調(diào)“氣”、后者偏于養(yǎng)“血”，二者相伍則氣血同調(diào)、散收并用、疏柔相濟(jì)，與冠心病合并抑郁氣血運行失常的病機緊密相符。實驗研究顯示[18]，柴胡-白芍藥對可上調(diào)抑郁大鼠模型海馬單胺類神經(jīng)遞質(zhì)5-HT、NE 和DA 水平，通過影響神經(jīng)遞質(zhì)的變化而改善抑郁癥狀。最后從復(fù)方分析，柴胡、白芍、川芎、枳實、陳皮、香附、甘草是柴胡疏肝散的藥物組成，具有疏肝解郁、行氣止痛之效；白芍、川芎、當(dāng)歸是四物湯的主要藥物組成，配合丹參，具有補血和血、活血化瘀之功；酸棗仁、川芎、茯苓分別是酸棗仁湯的君、臣、佐藥，可清熱除煩、養(yǎng)血安神。上述三方藥物的配伍使用，可“氣血并舉”“雙心同調(diào)”，值得臨床進(jìn)一步研究和推廣?？傊?，單味藥及藥對、復(fù)方的配伍綜合體現(xiàn)了中醫(yī)藥治療冠心病合并抑郁疏肝理氣、活血化瘀、養(yǎng)心安神的組方用藥規(guī)律。

通過復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類演化得到治療冠心病合并抑郁8 首新處方，綜合分析各新處方的藥物組成，結(jié)合高頻次藥物及藥物組合，最終選擇柴胡、白芍、川芎、茯苓、酸棗仁等5 味核心中藥作為研究對象，利用BATMAN-TCM 軟件分析上述5 藥配伍治療冠心病合并抑郁潛在作用機制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與本病密切相關(guān)的信號通路為瞬時受體電位（transient receptor potential，TRP）離子通道（inflammatory mediator regulation of TRP channels）、鈣信號通路（calcium signaling pathway）及環(huán)磷酸鳥苷-蛋白激酶G（cyclic guanosine monophosphate，cGMP）信號通路。近年來國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，TRP通道是一類位于細(xì)胞膜上的非選擇性陽離子通道超家族，廣泛分布于心血管系統(tǒng)，目前在哺乳動物中已被證實的有7 個亞組，即TRPC、TRPM、TRPV、TRPA、TRPML、TRPP 和TRPN[19]。其中關(guān)注熱點之一為TRPV1，研究顯示[20]，TRPV1 的功能表達(dá)與動脈粥樣硬化關(guān)系密切，血管平滑肌細(xì)胞中TRPV1 的激活，可降低細(xì)胞對低密度脂蛋白的攝取，從而減少平滑肌細(xì)胞的泡沫化，最終阻止動脈粥樣硬化斑塊的形成。同時，TRPV1 已被證實在炎性環(huán)境下或疾病模型中能激活炎癥信號通路促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞的激活，最終導(dǎo)致抑郁癥的發(fā)生[21]。cGMP-PKG 信號通路在心臟功能的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用，cGMP 作為細(xì)胞內(nèi)一種重要的第二信使，有3 個主要作用靶點，其中最重要的為環(huán)磷酸鳥苷依賴的PKG[22]。研究發(fā)現(xiàn)，PKG 可介導(dǎo)內(nèi)皮依賴的血管舒張，調(diào)節(jié)血管平滑肌細(xì)胞的收縮和舒張、抗心肌肥大、抗動脈粥樣硬化和抗血管損傷等[23]。同時，cGMP 在大腦和海馬區(qū)均有表達(dá)，參與了突觸可塑性和抑郁癥的發(fā)生。相關(guān)動物實驗研究顯示[24]，在小鼠懸尾急性應(yīng)激模型中，芍藥苷可能會下調(diào)cGMP 介導(dǎo)的相關(guān)信號通路，降低cGMP 的表達(dá)，最終發(fā)揮抗抑郁作用。Ca2+是心肌細(xì)胞收縮過程中關(guān)鍵的離子電流，作為細(xì)胞中重要的信號分子，與體內(nèi)多種鈣信號通路緊密結(jié)合，發(fā)揮不同的生理作用。早有研究揭示[25]，氧化低密度脂蛋白誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞凋亡，通過引起鈣信號傳導(dǎo)的改變可導(dǎo)致斑塊破裂，而Ca2+信號通路在控制動脈粥樣硬化方面具有易感性。另外，鈣通道阻滯劑可影響鈣信號通路，降低外周血管阻力，減少心肌收縮，從而減輕心絞痛的癥狀[26-27]。鈣調(diào)蛋白激酶（CaMK）是控制Ca2+流動的主要信號通路，CaMKⅡ作為其類型之一在腦組織中高度表達(dá)，活化的CaMKⅡ可激活相應(yīng)受體，從而改變神經(jīng)元的興奮性，在抑郁癥及抗抑郁治療機制中發(fā)揮重要作用[28]。由此可見，中醫(yī)藥治療冠心病合并抑郁作用的潛在通路可能為TRP 離子通道、鈣信號通路及cGMP-PKG 信號通路，但具體通路機制和影響因素本文尚未能揭示，需要進(jìn)一步深入研究。

綜上所述，本研究采用文獻(xiàn)研究結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的方法，運用中醫(yī)傳承輔助平臺和BATMAN-TCM 軟件，挖掘分析中醫(yī)藥治療冠心病合并抑郁的用藥規(guī)律和潛在作用機制，為臨床治療本病和基礎(chǔ)研究提供一定參考依據(jù)。但新方的臨床療效尚需大樣本予以驗證，潛在信號通路的具體作用機制亦需不斷的實驗研究加以闡釋，為下一步的研究工作指明了方向。