韓 亮 涂勝豪 楊明煒△
華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院1中西醫(yī)結合研究所,2中西醫(yī)結合科,武漢 430030
痤瘡(acne)好發(fā)于15~30歲青年,是一種以毛囊皮脂腺為單位的慢性炎癥性皮膚病,以額面部、胸背部多發(fā)粉刺、炎性丘疹、膿包、結節(jié)、囊腫及瘢痕等皮損為主要表現,常伴有毛孔粗大和皮脂溢出[1]。痤瘡是一種常見病、多發(fā)病——據統(tǒng)計,尋常性痤瘡在美國12~24歲青少年中的患病率高達85%,英國、法國和美國各自的流行病學調查均表明痤瘡患病率位列皮膚病前三[2]。除導致皮損外,痤瘡亦可對青少年的心理造成負面影響,如痤瘡發(fā)作可增加罹患抑郁癥的風險[3],因而對痤瘡的治療受到了臨床工作者的關注和重視。
合理的中西醫(yī)結合療法與單純西醫(yī)治療痤瘡比較,具有高治愈率、低復發(fā)率等優(yōu)點[4-5],且中醫(yī)藥可根據不同患者的不同階段,通過辨證論治制定個體化的治療方案,優(yōu)化治療效果。本研究通過檢索古籍記載的痤瘡治療方劑,通過相關算法對治療痤瘡相關外用及內服方藥的用藥規(guī)律進行總結,旨在系統(tǒng)闡釋古人的痤瘡治療經驗,為今后臨床應用中醫(yī)藥治療痤瘡提供參考,現報道如下。
通過檢索上海中醫(yī)藥大學方證信息研究中心等研發(fā)的“中醫(yī)方證研究與新藥開發(fā)決策服務平臺”(方劑資源庫),以“粉刺”、“痤”、“痤疿”、“酒皶”、“面皯”、“面皯皰”、“面渣皰”、“面粉滓”、“痤疽”為關鍵詞[6],從約12萬首方劑中檢索,共檢索出77首方劑。
對上述77首方劑進行篩選,功能主治和方藥組成完全相同的重復方劑,僅保留一首;對數據庫中缺失方藥組成的方劑,通過互聯(lián)網檢索方劑名稱和功能主治確定方藥出處,并通過中國國家圖書館提供的電子書對方藥組成驗證后補全方劑。以2015版《中華人民共和國藥典》一部為標準,對篩選后的方劑藥物統(tǒng)一命名(特例:1、原方中僅提及貝母的,統(tǒng)計時歸為浙貝母,因浙貝母具有軟堅散結的功效;2、僅1首方劑使用沙參,且未記載為南北沙參,統(tǒng)計時以沙參命名,不再詳細區(qū)分南北沙參),并剔除不在藥典中的藥物。最終共有58首方劑被納入,其中43首為外用方劑,15首為內服方劑。
將納入的58首方劑分別錄入Excel軟件中構建方劑組成數據庫,并進行頻數分析。根據2015版藥典中對每一味中藥四氣、五味和歸經的記載,對核心藥物的四氣、五味及歸經進行量化,運用IBM SPSS Statistics 22.0軟件對核心藥物進行層次聚類,并作出樹狀圖,最后運用R 3.6.0及arules、arulesViz程序包,使用Apriori算法進行關聯(lián)分析。
最終納入的藥物共104種,外用方劑共78味,內服方劑共48味,外用方劑和內服方劑中單味藥出現頻次≥4的藥物分別有21味和20味,具體藥物頻次見表1、表2。
表1 治療痤瘡的外用方劑中使用頻次≥4的中藥
表2 治療痤瘡的內服方劑中使用頻次≥4的中藥
本研究將上述外用和內服方劑中使用頻次≥4的藥物分別作為外用和內服方劑的核心藥物,從四氣、五味、歸經三個維度對其進行層次聚類分析,聚類樹形圖如圖1、圖2所示。
根據圖1、圖2樹形圖可直觀看出,外用方劑核心中藥分為2類,內服方劑核心中藥分為3類:
21味外用方劑核心中藥中,白附子、山柰、白芷、大皂角、細辛、雄黃、川芎、防風、硫黃、甘松、白術、茯苓這12味中藥聚為一類,這類藥大多性溫、味甘,歸經則無明顯規(guī)律,但也可看出歸胃經、肝經、肺經和大腸經的藥物居多;剩余9味藥物白及、天花粉、滑石、楮實子、輕粉、升麻、苦杏仁、牽牛子、白蘞可歸為一類,這類藥物大都性寒、味苦、甘,多歸肺、胃、大腸經。
20味內服方劑核心中藥中,梔子、浙貝母、連翹、黃芩、枇杷葉、苦杏仁、赤芍、牡丹皮、黃連9味藥可歸為一類,這類藥大多苦寒,歸肺、心兩經者多;甘草、葛根、天花粉、桑白皮、地黃5味藥歸為一類,這類藥多數性寒、味甘,歸經仍以心、肺兩經居多;剩余6味藥防風、當歸、荊芥、薄荷、川芎、白芷歸一類,這類藥多辛溫、歸經方面無明顯規(guī)律。
圖1 外用方劑核心中藥聚類分析樹形圖
圖2 內服方劑核心中藥聚類分析樹形圖
2.3.1 外用及內服方藥強關聯(lián)分析 通過Apriori算法對古籍記載的治療痤瘡外用及內服方藥進行分析,限定外用方劑中支持度≥15%,置信度≥80%,發(fā)現關聯(lián)規(guī)則2條;限定內服方劑中支持度≥30%,置信度≥80%,發(fā)現關聯(lián)規(guī)則3條。具體結果見表3、表4。
表3、表4關聯(lián)規(guī)則顯示,當古人使用白附子、白及作為治療痤瘡的外用藥物時,同時使用白芷的概率為88.9%;同樣的,當使用川芎、甘草、黃芩作為內服藥物治療痤瘡時,同時使用黃芩、黃芩、甘草的概率分別為100%、85.7%、85.7%。
2.3.2 外用及內服方藥弱關聯(lián)分析 若限定外用方劑中支持度≥10%,置信度≥50%;限定內服方劑中支持度≥25%,置信度≥50%,則在外用方劑和內服方劑中可分別發(fā)現83條和82條關聯(lián)規(guī)則,相關關聯(lián)規(guī)則如圖3、圖4所示。
表3 外用方劑藥物組成關聯(lián)分析結果
表4 內服方劑藥物組成關聯(lián)分析結果
圖3 外用方劑藥物組成關聯(lián)分析結果
圖4 內服方劑藥物組成關聯(lián)分析結果
在以上165條關聯(lián)規(guī)則中,外用方劑關聯(lián)規(guī)則中出現的藥物為:白芷、白蘞、白附子、白及、牽牛子、茯苓、楮實子、升麻、甘松、大皂角;內服方劑關聯(lián)規(guī)則中出現的藥物為:黃芩、甘草、川芎、梔子、黃連、連翹。這些藥物均屬外用、內服方劑中核心藥物,且這些藥物之間存在大量紛繁復雜、交織成網的關聯(lián)規(guī)則。
2.3.3 外用及內服方劑中常用藥對 倘若不限定關聯(lián)規(guī)則的置信度,僅限定關聯(lián)規(guī)則的前項和后項之和為2,將所得的規(guī)則按出現頻數進行排序,選取頻數≥4且前項后項同時交替存在的關聯(lián)規(guī)則(相當于間接限定支持度),便可得到外用方劑和內服方劑中常用藥對,見表5、表6。
表5 外用方劑常用中藥藥對
*雙向關聯(lián)規(guī)則的置信度均大于等于0.5
表6 內服方劑常用中藥藥對
*雙向關聯(lián)規(guī)則的置信度均大于等于0.5;**雙向關聯(lián)規(guī)則的置信度均大于0.8
中藥治療痤瘡由來已久,本研究通過對治療痤瘡的外用及內服中藥進行數據挖掘發(fā)現:白芷、苦杏仁、白及、白蘞、白附子等中藥在痤瘡治療外用方劑中使用頻率較高。此21味核心中藥多為植物藥,僅有硫黃、輕粉、滑石、雄黃4味藥味來源于礦物??傮w來看,這些藥物外用多有消腫、散結、解毒等功效,用于治療痤瘡,確實可起到減輕局部癥狀的作用?,F代藥理學研究亦表明這些藥物對痤瘡具有緩解作用,如輕粉、白及乙醇浸提液、白蘞提取物具有較強的抗菌作用[7-9];白芷提取液、茯苓提取物可通過抑制酪氨酸酶活性減輕皮膚色素沉著[10-11]。這為其外用治療痤瘡提供了堅實的藥理學基礎。
聚類分析是綜合考慮數據的某些特性,將數據劃分為群組的一種無監(jiān)督機器學習方法[12]。一般來講,臨床應用主要考慮中藥的四氣、五味和歸經,對中藥的四氣、五味、歸經進行聚類,使聚類結果具有足夠的臨床意義。由聚類樹形圖可直觀看出不同中藥之間性質差異,進而可分析辨證論治下的核心中藥應用規(guī)律。聚類分析結果表明,外用方劑核心中藥主要可分為甘溫、苦寒兩大類,苦寒之藥清熱瀉火,涼血解毒,佐以甘溫之藥,可防苦寒之品清熱過甚。即便是局部外用中藥,古人亦注意寒熱搭配以顧護陽氣,這一組方規(guī)律可供臨床參考。
世間萬物之間都存在著千絲萬縷的聯(lián)系,有些聯(lián)系顯而易見,而更多的聯(lián)系因數據量過于龐大,僅靠人力很難被發(fā)現,但通過機器學習相關算法對大數據進行挖掘,可發(fā)現僅靠肉眼觀察難以總結出的關聯(lián)規(guī)則。Apriori算法是關聯(lián)規(guī)則中常用且有效的一種算法[13],對治療痤瘡的外用方劑使用Apriori算法進行關聯(lián)分析,當限定支持度大于0.15、置信度大于0.8時發(fā)現的兩條關聯(lián)規(guī)則提示,古人使用白附子、白及作為外用藥物治療痤瘡時有較大概率同時使用白芷。同樣的,適當放寬條件后得到的關聯(lián)規(guī)則及藥對,也都在不同程度上揭示治療痤瘡相關外用中藥聯(lián)用的現象。白附子與白芷聯(lián)用、白及與白芷聯(lián)用,抑或是其他的藥物聯(lián)合外用治療痤瘡等疾患是否比單用效果更優(yōu),是否會產生新的藥理學作用,仍有待進一步研究證明。
治療痤瘡內服方藥的頻數分析結果顯示,黃芩、甘草、川芎、梔子等中藥在痤瘡治療內服方劑中的使用較為頻繁。聚類分析結果表明,內服方劑核心中藥包括苦寒、甘寒、辛溫三大類。
對于痤瘡的辨證論治,祖國醫(yī)學多從肺經風熱、肺胃蘊熱、痰瘀互結等證進行闡述[14],且以肺經風熱為主[15],故治療痤瘡當首先從肺論治、從風論治。在20味內服方劑核心中藥中,第一組梔子、浙貝母、連翹、黃芩、枇杷葉、苦杏仁、赤芍、牡丹皮、黃連等9味以苦寒為主的藥物占內服方劑核心中藥將近半數,且其中多數中藥都作用于上焦,這一聚類結果與肺經風熱的辨證相契合。其余兩組分別以甘寒、辛溫類中藥為主,甘寒類藥物以清熱為主,兼以潤肺;辛能散能行,辛溫類藥物既能疏散肺經風熱,又可防整方過于苦寒。整體看來,痤瘡治療內服方劑以清熱疏風為主要治法,方劑主要使用苦寒、甘寒、辛溫三類中藥。
與外用方劑的局部治療作用不同,內服方藥是通過調節(jié)整體的動態(tài)平衡治療疾病,因此難以根據藥物分子、細胞層面的作用直接推斷其治療痤瘡的相關機制。內服方劑關聯(lián)分析結果中,不乏有黃芩、黃連及梔子、黃芩等經典藥對,也有川芎、黃芩這些鮮于使用的藥對。頻數、聚類分析及關聯(lián)分析結果可為臨床醫(yī)師開具內服方劑提供參考。不常見的藥對是否具有更好的臨床作用,還需一系列臨床試驗及藥理研究加以證明。
綜上,本研究通過頻數、聚類及關聯(lián)分析對古籍記載治療痤瘡外用及內服方劑的用藥規(guī)律進行分析,總結了痤瘡治療外用及內服方劑中的常用中藥、常用中藥類別及高頻藥對,其結果與中醫(yī)理論及現代藥理學研究相契合,研究結果為臨床治療痤瘡提供相關參考,也為今后相關中藥藥理學研究提供依據。