基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的中藥調(diào)節(jié)腸道菌群防治慢性肝病的用藥組方規(guī)律研究

魏雪晴，崔楊霖，張廣業(yè)

1.山東中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014；2.山東省日照市中醫(yī)醫(yī)院中醫(yī)經(jīng)典科，山東 日照276800

人體胃腸道中分布著數(shù)量龐大且又復(fù)雜多樣的菌群，多屬擬桿菌門和厚壁菌門［1］。1998 年Marshall提出了“腸-肝軸”學(xué)說，闡述了肝臟和腸道微生物之間的雙向關(guān)系，認(rèn)為兩者相互作用主要通過門靜脈循環(huán)。肝臟釋放膽汁酸等進(jìn)入膽道和體循環(huán)中與腸道相通，腸道微生物及其代謝物轉(zhuǎn)經(jīng)門靜脈運至肝臟［2-3］。如果腸道菌群失衡，易導(dǎo)致腸道黏膜破壞，腸道通透性增加，腸道微生物群易位，微生物代謝物通過肝門脈循環(huán)到達(dá)肝臟，最終引起肝臟炎癥和損傷［1-4］。研究表明，腸道菌群失調(diào)與炎癥性腸病、慢性腎臟疾病、胃腸道癌癥及慢性肝病等密切相關(guān)［5-7］。中藥一直在治療慢性肝病方面起著重大作用，中藥通過調(diào)節(jié)腸道菌群能明顯改善慢性肝病患者肝臟功能，延緩病情進(jìn)展。本研究對能夠調(diào)節(jié)腸道菌群防治慢性肝病的中藥組方關(guān)聯(lián)規(guī)則等進(jìn)行挖掘、分析，以期發(fā)現(xiàn)其中藥組方規(guī)律，為臨床用藥提供參考。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

檢索中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫、維普數(shù)據(jù)庫、PubMed數(shù)據(jù)庫2012 年1 月至2022 年7 月中藥調(diào)節(jié)腸道菌群治療慢性肝病的文獻(xiàn)。慢性肝病檢索范圍為“慢性肝炎”“酒精性/非酒精性脂肪性肝病”“慢性肝損傷”“肝性腦病”“肝纖維化”“肝硬化”“慢性肝衰竭”。檢索關(guān)鍵詞或主題詞為上述范圍內(nèi)的慢性肝病結(jié)合“腸道菌群”，用“中藥”“中醫(yī)”等詞進(jìn)行二次檢索。英文文獻(xiàn)以“Chronic hepatitis”“AFLD/NAFLD”“Chronic Hepatic Injury/CHI”“Hepatic Fibrosis”“Hepatic Encephalopathy”“Cirrhosis”“Chronic Liver Failure/CLF”，and/or “Gut Microbiota”“Herbal”“Decoction”等組合詞和自由詞相結(jié)合的方式構(gòu)建邏輯檢索表達(dá)式。根據(jù)納入及排除標(biāo)準(zhǔn)對檢索結(jié)果進(jìn)行篩選，最終納入130 篇文獻(xiàn)，共132 個中藥處方。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn)

①符合“慢性肝炎”“酒精性/非酒精性脂肪性肝病”“慢性肝損傷”“肝纖維化”“肝性腦病”“肝硬化”“慢性肝衰竭”的診斷標(biāo)準(zhǔn)。②應(yīng)用中藥方劑、顆粒劑或中西醫(yī)結(jié)合調(diào)節(jié)腸道菌群防治慢性肝病的臨床觀察及臨床研究文獻(xiàn)、動物實驗文獻(xiàn)。③文獻(xiàn)中使用的中藥處方明確、方藥組成完整。④使用中藥湯劑或顆粒劑內(nèi)服或灌腸。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn)

①排除綜述、系統(tǒng)評價、理論分析、會議類型文獻(xiàn)。②排除未明確中藥組方或具體方藥不完整的文獻(xiàn)。③排除貼敷等外用治療的文獻(xiàn)。④排除使用單味中藥調(diào)節(jié)腸道菌群治療慢性肝病的文獻(xiàn)。⑤重復(fù)方劑及文獻(xiàn)僅納入1 次。

1.4 數(shù)據(jù)規(guī)范化處理

參考《中華人民共和國藥典》2020 年版［8］統(tǒng)一規(guī)范中藥名稱，未收錄的參照《中藥學(xué)》［9］及《中藥大辭典》［10］。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

使用Excel 2016 建立中藥數(shù)據(jù)庫并行頻率分析，篩選出高頻中藥及高頻藥物種類。采用SPSS 26.0 軟件對中藥、中藥分類及其性味歸經(jīng)進(jìn)行描述性分析及聚類分析；并運用SPSS Modeler 18.0 軟件中Aprior 算法行關(guān)聯(lián)規(guī)則分析，將得到的關(guān)聯(lián)關(guān)系及鏈接數(shù)目導(dǎo)入Excel 中，預(yù)處理為csv.格式文件，并利用Gephi 軟件行可視化分析。

2 結(jié)果

2.1 用藥分析

2.1.1 中藥使用頻次、頻率分析 共涉及227 味中藥，用藥總頻次1 131 次，最高頻次53 次，最低1 次。高頻藥物（頻次≥10）有28 味，用藥頻次、頻率前10 位中藥見表1。

表1 中藥調(diào)節(jié)腸道菌群防治慢性肝病用藥頻次、頻率前10 位中藥

2.1.2 中藥種類使用頻次、頻率分析 按藥物功效分為18 大類，使用頻次最高的為補(bǔ)虛藥（261 次），使用頻次最低的為攻毒殺蟲止癢藥（1 次），頻次≥20 的中藥種類有12 大類（表2）。

表2 中藥調(diào)節(jié)腸道菌群防治慢性肝病常用藥物分類情況統(tǒng)計

2.1.3 中藥藥性、藥味及其歸經(jīng)使用頻率、頻次統(tǒng)計參考《中華人民共和國藥典》2020 年版［8］、《中藥學(xué)》［9］及《中藥大辭典》［10］歸納總結(jié)227 味中藥的藥性、藥味及其歸經(jīng)，納入組方使用的中藥藥性總頻次為1 131 次，藥味總頻次為1 828 次，其中藥性以微寒、寒居多，藥味以苦、甘、辛為主（表3），入肝、脾、肺、胃經(jīng)的中藥應(yīng)用較多。

表3 中藥調(diào)節(jié)腸道菌群防治慢性肝病的中藥藥性、藥味頻次、頻率統(tǒng)計

2.2 中藥聚類分析

使用SPSS 26.0 軟件對用藥頻次≥10 的高頻中藥及中藥分類進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，聚類方法選擇組間連接，采用Pearson 相關(guān)分析，結(jié)果見譜系圖（圖1，2）。根據(jù)臨床及相關(guān)經(jīng)驗，將高頻藥物聚為4 類，聚類1 為枳實、厚樸、大黃、黃芩、黃連、茵陳、梔子、赤芍、蒲公英；聚類2 為虎杖；聚類3 為白芍、當(dāng)歸、川芎、白術(shù)、柴胡、郁金；聚類4 為澤瀉、山楂、荷葉、丹參、黃芪、甘草、陳皮、茯苓、麩炒白術(shù)、黨參、薏苡仁。藥物分類聚為4 類，聚類1 為化濕藥、理氣藥、收澀藥；聚類2 為清熱藥、瀉下藥、止血藥；聚類3 為活血化瘀藥、化痰止咳平喘藥、消食藥、利水滲濕藥、解表藥、補(bǔ)虛藥；聚類4 為祛風(fēng)濕藥、平肝息風(fēng)藥、開竅藥、安神藥。

圖1 高頻中藥聚類分析譜系圖

圖2 中藥分類聚類分析譜系圖

2.3 高頻中藥、中藥分類及藥味關(guān)聯(lián)規(guī)則分析

將高頻中藥（頻次≥40）的6 個中藥類別及藥味、歸經(jīng)數(shù)據(jù)分別導(dǎo)入SPSS Modeler 18.0 軟件，利用Aprior 算法挖掘其關(guān)聯(lián)規(guī)則，關(guān)聯(lián)規(guī)則的強(qiáng)弱由支持度和置信度衡量。設(shè)置最小支持度為10%，最大置信度為80%，前項設(shè)置為2，分別得到網(wǎng)狀圖（圖3～5）和關(guān)聯(lián)規(guī)則分析結(jié)果（表4～6）。按支持度百分比和置信度百分比分別降序排列，關(guān)聯(lián)較強(qiáng)的中藥為厚樸-枳實-大黃，梔子-大黃-茵陳等；關(guān)聯(lián)較強(qiáng)的中藥分類為活血化瘀藥-利水滲濕藥-補(bǔ)虛藥，解表藥-補(bǔ)虛藥；藥味中則以辛-甘-苦關(guān)聯(lián)強(qiáng)。

圖3～5 中藥調(diào)節(jié)腸道菌群防治慢性肝病的高頻中藥關(guān)聯(lián)規(guī)則網(wǎng)狀圖、中藥種類關(guān)聯(lián)規(guī)則網(wǎng)狀圖、中藥藥味關(guān)聯(lián)規(guī)則網(wǎng)狀圖

表4 中藥調(diào)節(jié)腸道菌群防治慢性肝病的高頻中藥關(guān)聯(lián)規(guī)則分析結(jié)果

表5 中藥調(diào)節(jié)腸道菌群防治慢性肝病的中藥分類關(guān)聯(lián)規(guī)則分析結(jié)果

表6 中藥調(diào)節(jié)腸道菌群防治慢性肝病的中藥藥味關(guān)聯(lián)規(guī)則分析結(jié)果

2.4 高頻中藥復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析

進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則分析時將中藥關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，前項和后項的鏈接數(shù)為權(quán)重，預(yù)處理后利用Gephi 軟件進(jìn)行可視化分析，形成復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)圖（圖6）。所有處方中均有使用入脾經(jīng)的藥物，故其關(guān)聯(lián)規(guī)則分析無意義，予以剔除。由復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)圖可見，中藥調(diào)節(jié)腸道菌群治療慢性肝病的常用組方藥物為大黃、枳實、茵陳、黃芪、赤芍、丹參、茯苓等，通過邊的權(quán)重并結(jié)合其組方得出常用的藥物歸經(jīng)為肝、脾、肺、胃經(jīng)。

圖6 高頻中藥復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)圖

3 討論

人體多個系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)腸道菌群組成、分布等促進(jìn)機(jī)體的穩(wěn)態(tài)。不同的肝臟疾病發(fā)病機(jī)制均與腸道菌群失調(diào)有關(guān)。腸-肝軸是腸道微生物群與腸外器官最關(guān)鍵的生理連接。腸道菌群失調(diào)，細(xì)菌及代謝產(chǎn)物進(jìn)入肝臟及體循環(huán)，通過Toll 樣受體促進(jìn)局部炎癥，進(jìn)一步導(dǎo)致由炎癥細(xì)胞誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激，最終加重肝損傷，促進(jìn)肝臟纖維化［11］。Morencos 等［12］研究發(fā)現(xiàn)，繼發(fā)于酒精性肝病的肝硬化患者腸道菌群出現(xiàn)過度生長，并推測腸道菌群在酒精性脂肪性肝病發(fā)病中起到不可忽視的作用。研究證實，腸道微生物群的失調(diào)和Toll 樣受體能夠促進(jìn)肝細(xì)胞癌的發(fā)展［13］。

研究表明，中藥與腸道菌群相互作用，中藥的化學(xué)成分豐富，其部分活性物質(zhì)可被腸道菌群直接吸收利用，增加其豐度，起到調(diào)節(jié)腸道菌群的作用，而腸道菌群又能降低中藥毒性，轉(zhuǎn)化其活性成分促進(jìn)吸收利用［14］。羅華兵等［15］通過臨床研究證明，加味茵陳蒿湯能顯著改善患者肝功能指標(biāo)，推測其作用機(jī)制可能是通過調(diào)節(jié)腸道菌群緩解非酒精性脂肪性肝病患者的病情。更有研究發(fā)現(xiàn)，使用益生菌制劑調(diào)節(jié)腸道菌群，能夠降低肝臟轉(zhuǎn)氨酶，改善肝臟功能［16］。在臨床研究中應(yīng)用瀉黃消脹湯、柔肝健脾活血利濕方、加味茵陳五苓散、參苓白術(shù)散等可調(diào)節(jié)腸道菌群，明顯改善慢性肝病患者肝功能指標(biāo)［17-20］?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，多種中藥均能通過調(diào)節(jié)腸道菌群治療慢性肝病，如大黃、茯苓、厚樸等。近年來，中藥調(diào)節(jié)腸道菌群成為治療慢性肝病的新靶點。

本研究發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)腸道菌群治療慢性肝病的常用組方藥物為大黃、枳實、茵陳、黃芪、赤芍、丹參、茯苓等，藥物歸經(jīng)多為肝、脾、肺、胃經(jīng)，且其組方多使用活血化瘀藥、利水滲濕藥、補(bǔ)虛藥和理氣藥加減，藥味以苦、甘、辛為主。大黃，味苦，性寒，歸脾、胃、大腸、肝、心包經(jīng)，功效為瀉下攻積，清熱瀉火，涼血解毒，逐瘀通經(jīng)，利濕退黃。《神農(nóng)本草經(jīng)》：“下瘀血，……留飲宿食，蕩滌腸胃，推陳致新，通利水谷，調(diào)中化食，安和五臟?！爆F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，大黃具有瀉下、解熱鎮(zhèn)痛消炎、止血、利膽、抗菌、抗腫瘤等作用［21］，其對腸道中的大腸桿菌、擬桿菌、乳酸菌、梭菌等均有影響［22］，臨床多采用大黃灌腸的方法調(diào)節(jié)腸道菌群配合西藥治療慢性肝病。枳實，味苦、辛、酸，性微寒，歸脾、胃經(jīng)，功效為破氣消積，化痰散痞。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，枳實具有保肝、降低肝臟損傷，調(diào)節(jié)胃腸道平滑肌，降血糖、降血脂等功效［23-24］。許維丹等［25］自擬扶脾調(diào)肝湯，方中枳實、黃芪、柴胡等相配伍，配合針灸天樞穴干預(yù)42 例肝硬化患者腸道微生態(tài)，結(jié)果顯示相較于對照組，治療組患者乳酸桿菌、雙歧桿菌數(shù)量明顯升高，血清內(nèi)毒素水平明顯下降。茵陳，味苦、辛，性微寒，歸脾、胃、肝、膽經(jīng)，功效為清利濕熱，利膽退黃，可用于黃疸尿少，濕溫暑濕，濕瘡瘙癢。研究發(fā)現(xiàn)，茵陳具有保肝、抗炎、利膽等功效［26］。茵陳蒿湯具有調(diào)節(jié)腸道菌群，抑制肝細(xì)胞凋亡，調(diào)節(jié)膽紅素代謝等作用，常用于治療脂肪性肝病、肝纖維化等各種慢性肝?。?7］。黃芪，味甘，性微溫，歸肺、脾經(jīng)，其功效為補(bǔ)氣升陽，固表止汗，托瘡生肌，利水退腫。研究表明，黃芪能夠調(diào)節(jié)腸道菌群，改善肝纖維化及肝損傷［28-29］；常應(yīng)用于治療與腸道菌群相關(guān)的各種疾病，如慢性肝病、慢性腎炎、2 型糖尿病等。赤芍，味苦，性微寒，歸肝經(jīng)，功效為清熱涼血，散瘀止痛。現(xiàn)代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，赤芍能提高超氧化物歧化酶活性，明顯降低丙二醛活性，降低天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶的活性，保護(hù)肝細(xì)胞，減輕肝臟損害［30-33］，常應(yīng)用于慢性肝病的臨床治療。丹參，味苦，性微寒，歸心、肝經(jīng)，功效為活血化瘀，通經(jīng)止痛，清心除煩，涼血消癰。主治胸痹心痛，脘腹脅痛，癥瘕積聚，熱痹疼痛，心煩不眠，月經(jīng)不調(diào)，痛經(jīng)經(jīng)閉，瘡瘍腫痛。臨床及實驗研究表明，丹參具有保護(hù)肝細(xì)胞、促進(jìn)肝細(xì)胞再生，改善腸道菌群易位，保護(hù)腸道屏障的作用［34-35］。茯苓，味甘、淡，性平，歸心、肺、脾、腎經(jīng)，功效為利水滲濕，健脾，寧心?！侗静萁?jīng)解》：“久服茯苓，則肺清肅，故肝木和平，而魂神安養(yǎng)也。”其現(xiàn)代應(yīng)用于腎系疾病、心系疾病、慢性肝病等，治療小便不利、水腫，脾虛泄瀉，帶下，痰飲咳嗽，痰濕入絡(luò)，腰背酸痛，心悸、失眠等癥。研究發(fā)現(xiàn)，茯苓具有改善肥胖、調(diào)節(jié)血脂代謝及調(diào)整腸道菌群結(jié)構(gòu)的作用［36］。

綜上所述，中藥配伍調(diào)節(jié)腸道菌群治療慢性肝病多應(yīng)用利水滲濕藥、活血化瘀藥、理氣藥、補(bǔ)虛藥配伍，根據(jù)其辨證的不同，組方又有不同的化裁。本研究的不足之處：因目前相關(guān)研究有限，納入處方數(shù)量不多，其用藥組方規(guī)律存在一定的局限性；納入文獻(xiàn)質(zhì)量缺乏科學(xué)評判標(biāo)準(zhǔn)，對研究結(jié)果存在一定影響。今后將擴(kuò)大樣本量，廣泛選取納入高質(zhì)量文獻(xiàn)，為中藥復(fù)方通過調(diào)節(jié)腸道菌群防治慢性肝病提供更加可靠的依據(jù)。