楊 艷 平

(1 北京中醫(yī)藥大學(xué)，北京，100102；2 中國氣象局醫(yī)院，北京，100081)

基于數(shù)據(jù)挖掘的治療銀屑病處方用藥規(guī)律研究

楊 艷 平1,2

(1 北京中醫(yī)藥大學(xué)，北京，100102；2 中國氣象局醫(yī)院，北京，100081)

目的：基于中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)軟件，分析各醫(yī)家治療銀屑病的用藥經(jīng)驗。方法：收集了3本中醫(yī)文獻(xiàn)中治療銀屑病的病案，采用關(guān)聯(lián)規(guī)則Apriori算法、復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類等無監(jiān)督數(shù)據(jù)挖掘方法，分析處方中藥物的使用頻次及藥物之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則、處方規(guī)律。結(jié)果：對篩選出來的133首處方進(jìn)行分析，確定處方中藥物的使用頻次，藥物之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，挖掘出20個核心藥物組合和10首新處方。結(jié)論：基于中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)平臺開展的中藥治療銀屑病的數(shù)據(jù)挖掘和用藥規(guī)律研究，既可有效指導(dǎo)銀屑病的中醫(yī)臨床治療，同時為防治銀屑病的新藥開發(fā)提供參考。

銀屑??；中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)；關(guān)聯(lián)規(guī)則；聚類算法

銀屑病是一種常見紅斑鱗屑性皮膚病，中醫(yī)稱之為白疕、松皮癬等，病情頑固且易復(fù)發(fā)，尤其嚴(yán)重影響患者的身心健康。究其原因，銀屑病的發(fā)病主要是機(jī)體功能失調(diào)，免疫力下降造成的[1]。本研究基于“中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)”軟件對近現(xiàn)代期刊文獻(xiàn)中133首治療銀屑病的處方進(jìn)行系統(tǒng)分析。通過挖掘處方中藥物的使用頻次及藥物之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則、處方規(guī)律等，來指導(dǎo)銀屑病的中醫(yī)臨床治療，同時為防治銀屑病的新藥開發(fā)提供參考。

“中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)”軟件由中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所中藥新藥設(shè)計課題組開發(fā)，該軟件采用規(guī)則分析、改進(jìn)的互信息法[2]、復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類[3-4]、無監(jiān)督的熵層次聚類[5]等數(shù)據(jù)挖掘方法，集“數(shù)據(jù)錄入-數(shù)據(jù)管理-數(shù)據(jù)查詢-數(shù)據(jù)分析-網(wǎng)絡(luò)可視化展示”為一體[6]，可以有效實現(xiàn)病案、疾病、證候、中藥、方劑、四診等信息的管理、查詢、綜合分析等功能，可用于方劑組方規(guī)律分析及新藥處方發(fā)現(xiàn)等領(lǐng)域。

1 資料與方法

1.1 處方來源 《實用中醫(yī)美容金方》[7]、《皮膚病名家驗案精選》[1]、《古今名醫(yī)臨證實錄叢書之皮膚病》[8]等3本中醫(yī)文獻(xiàn)中收載的治療銀屑病的方劑。

1.2 處方的篩選 在以上3本文獻(xiàn)中篩選“主治”中明確含有“銀屑病”“牛皮癬”“白疕”“松皮癬”等的方劑，共篩選出符合條件的方劑133首。

1.3 分析軟件 “中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)(V2.0.1)”軟件，由中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所、中國科學(xué)院自動化研究所提供。

1.4 處方的錄入與核對 將上述篩選后的處方錄入“中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)(V2.0.1)”。錄入完成后，為確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，由雙人負(fù)責(zé)審核。通過“中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)(V2.0.1)”軟件中“數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)”模塊中的“方劑分析”功能，進(jìn)行用藥規(guī)律挖掘[2-3,6]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

1.5.1 提取數(shù)據(jù)源 在“中醫(yī)疾病”項中輸入“松皮癬”，提取出治療銀屑病的全部方劑。

1.5.2 頻次統(tǒng)計分析 將銀屑病方劑中每味藥的出現(xiàn)頻次從大到小排序，并將“頻次統(tǒng)計”結(jié)果導(dǎo)出。

1.5.3 組方規(guī)律分析 “支持度個數(shù)”(表示在所有藥物中同時出現(xiàn)的次數(shù))設(shè)為15，“置信度”設(shè)為0.6，按藥物組合出現(xiàn)頻次從大到小的順序進(jìn)行排序，“規(guī)則分析”分析所得的規(guī)則。

1.5.4 新方分析 首先進(jìn)行聚類分析(核心算法包括改進(jìn)的互信息法、復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類)，在聚類分析前，先選擇合適的相關(guān)度和懲罰度，然后點(diǎn)擊“提取組合”按鈕，發(fā)現(xiàn)新組方(基本算法是監(jiān)督的熵層次的聚類)，并可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視化展示。

2 結(jié)果

2.1 用藥頻次 對篩選出的133首治療銀屑病的方劑中藥物頻次進(jìn)行統(tǒng)計，使用頻次在15以上的藥物有26味，使用頻次前3位的分別是生地黃、白鮮皮和赤芍(見表1)。

表1 方劑中使用頻次15以上的藥物情況表

圖1 支持度為15，置信度為0.6的藥物網(wǎng)絡(luò)展示

2.2 基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的方劑組方規(guī)律分析 按照藥物組合出現(xiàn)頻次由高到低排序，前4位分別是“赤芍、生地黃”“白鮮皮、生地黃”“紫草、生地黃黃”“牡丹皮、生地黃”(見表2)，分析所得藥對的用藥規(guī)則(見表3)，并進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)展示(見圖1)。

表2 銀屑病方劑中支持度為15條件下藥物組合頻次表

表3 銀屑病方劑中藥物組合的關(guān)聯(lián)規(guī)則(置信度≥0.6)

2.3 基于熵聚類的方劑組方規(guī)律分析

2.3.1 基于改進(jìn)的互信息法的藥物間關(guān)聯(lián)度分析 依據(jù)方劑數(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，設(shè)置相關(guān)度為8，懲罰度為2，進(jìn)行聚類分析，得到方劑中兩兩藥物間的關(guān)聯(lián)度，將關(guān)聯(lián)系數(shù)0.025以上的藥對列表(見表4)。

表4 基于改進(jìn)的互信息法的藥物間關(guān)聯(lián)度分析(關(guān)聯(lián)系數(shù)≥0.025)

2.3.2 基于復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類的藥物核心組合分析 以改進(jìn)的互信息法的藥物間關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果為基礎(chǔ)，按照相關(guān)度與懲罰度約束，基于復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類，演化出3～4味藥核心組合(見表5)。

表5 基于復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類的藥物核心組合

2.3.3 基于無監(jiān)督熵層次聚類的新處方分析 在核心組合提取的基礎(chǔ)上，運(yùn)用無監(jiān)督熵層次聚類算法，得到10個新處方(見表6)。

表6 基于熵層次聚類的新處方

3 討論

本研究應(yīng)用關(guān)聯(lián)規(guī)則和聚類算法分析了中藥治療銀屑病的用藥情況。經(jīng)過關(guān)聯(lián)算法分析，提煉出治療濕疹的常用藥物排在前10位的有生地黃、白鮮皮、赤芍、土茯苓、紫草、丹參、當(dāng)歸、甘草、牡丹皮、防風(fēng)等，這些藥物多具有清熱涼血活血、祛風(fēng)燥濕止癢等功效。常用的藥物組合有：1)赤芍、生地黃；2)白鮮皮、生地黃；3)紫草、生地黃；4)牡丹皮、生地黃；5)土茯苓、生地黃；6)當(dāng)歸、生地黃；7)土茯苓、白鮮皮等。經(jīng)過聚類算法分析，常用的藥對包括板藍(lán)根-玄參、重樓-龍葵、重樓-南沙參、玄參-南沙參等?；陟貙哟尉垲惖男绿幏桨ǎ?)板藍(lán)根、重樓、射干、羚羊角；2)莪術(shù)、桃仁、鬼箭羽、川芎、藁本；3)當(dāng)歸、紫草、熟地、白茅根、大青葉；4)雞血藤、絡(luò)石藤、夜交藤、忍冬藤、天仙藤、桑枝；5)雞血藤、秦艽、天仙藤、黃連、生白術(shù)；6)黃芪、桂枝、白鮮皮、地膚子、苦參；7)白花蛇舌草、重樓、北沙參、天仙藤；8)蒼術(shù)、羌活、麻黃、白蒺藜、炙甘草、陳皮；9)硫磺、輕粉、信石、大腹皮；10)赤芍、牡丹皮、生地黃、黃芩、黃柏、梔子。

下面結(jié)合研究結(jié)果對中藥治療銀屑病處方中出現(xiàn)頻次較高的藥物進(jìn)行分析。銀屑病是頑固性皮膚病，其致病原因多是由于濕熱結(jié)毒。著名中醫(yī)專家邢子亨認(rèn)為，濕熱之毒留于肌膚，阻礙血絡(luò)之周營，因而肌膚失養(yǎng)而起斑屑，皮膚干燥而奇癢。故治以清濕熱解毒之劑以除病因，加養(yǎng)血活血、潤燥通絡(luò)之藥以去瘀阻[8]。在錄入的處方中，生地黃是運(yùn)用頻次最高的單味中藥，其味甘、苦，性寒，歸心、肝、腎經(jīng)，功善清熱涼血、養(yǎng)陰生津。取其苦寒質(zhì)潤的特性，借其涼血及養(yǎng)陰的作用，對于由血熱或血燥引起的銀屑病有明顯的治療效果。白鮮皮味苦燥濕，寒則清熱，具有清熱解毒，除濕止癢的功效。赤芍、牡丹皮、丹參等均具有清熱涼血活血的功能，對于由血熱引起的銀屑病有立竿見影的效果。選用紫草借其涼血解毒以除斑的作用。土茯苓甘緩淡滲，性平偏涼，清熱解毒兼可清利濕熱。當(dāng)歸味甘、辛，性溫，歸肝、心、脾經(jīng)，可補(bǔ)血活血、潤燥通絡(luò)以去瘀阻。基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的方劑組方規(guī)律分析，治療銀屑病排在前三位的組合分別是赤芍-生地黃、白鮮皮-生地黃、紫草-生地黃、牡丹皮-生地黃，可見銀屑病的治療應(yīng)以清熱涼血為主。正如皮膚病專家趙炳南先生所說，銀屑病的發(fā)生，血熱是機(jī)體和體質(zhì)的內(nèi)在因素，是發(fā)病的主要根據(jù)[8]。從藥物關(guān)聯(lián)可以看出臨床常用組合有板藍(lán)根-玄參、重樓-龍葵、重樓-南沙參、玄參-南沙參、板藍(lán)根-丹參等，體現(xiàn)了清熱解毒、清熱涼血與養(yǎng)陰生津等藥物間的相互補(bǔ)充、標(biāo)本兼顧的治法，互相發(fā)揮其特長，增強(qiáng)其藥效，從而達(dá)到治療目的。

本研究是基于中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)平臺開展的對中藥治療銀屑病的數(shù)據(jù)挖掘和用藥規(guī)律研究，既為臨床治療銀屑病提供了有效的指導(dǎo)，同時也為治療銀屑病的新藥研發(fā)的處方來源提供了依據(jù)。當(dāng)然，應(yīng)用關(guān)聯(lián)規(guī)則和聚類研究得到的組方規(guī)則、核心組合和新處方等還需進(jìn)一步臨床驗證，數(shù)據(jù)挖掘方法亦有其局限性，需結(jié)合中醫(yī)藥理論與實踐綜合分析、評價[9]。同時，本研究過程亦表明，中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)為繼承古人經(jīng)驗，提高臨床療效等提供了客觀、科學(xué)的途徑和方法[10]，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

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(2014-06-10收稿 責(zé)任編輯：張文婷)

General Medication Observation on Psoriasis Prescription Drug Based on Data Mining

Yang Yanping1,2

(1BeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100102,China; 2ChinaMeteorologicalAdministrationhospital,Beijing100081,China)

Objective:To observe and analyze the general drugs used in treating psoriasis based on reference reading and the application of Traditional Chinese Medicine Inheritance support software. Methods: Three books recorded the medication of psoriasis are referred to analyze the utilizing frequency of the prescription drugs and association rules among different formulas. Data mining research methods such as Apriori algorithm, based on association rules, complex system entropy cluster and unsupervised hierarchical cluster were used. Results: From the 133 screened prescriptions, the utilizing frequency of the prescription drugs and association rules among different medicines were achieved, and also 20 core drug combinations and 10 new prescriptions were found. Conclusion: This research, which is based on Traditional Chinese Medicine Inheritance support software and data mining method is instructive to clinical treatment of psoriasis and helpful to develop new drugs on psoriasis.

Traditional Chinese medicine; Psoriasis; Data mining; Apriori algorithm

楊艷平(1975.9—)，女，本科，副主任藥師，中藥房主任，研究方向：臨床中藥學(xué)，E-mail:chenzixuanlala@sina.com

R758.63；R311

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2015.10.041