孫秀麗，劉 潔，周慶瑩

（長春中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)藥信息學(xué)院1，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院金匱教研室2，吉林 長春 130117）

人參是東亞和北美廣泛使用的最有價值的藥用植物之一，其成分通過體外、體內(nèi)和臨床模型的不同機(jī)制和途徑表現(xiàn)出多種藥理活性[1]，對多種疾病具有治療作用[2]。本文從929 部中醫(yī)藥古籍中搜集到了近7 萬條含人參的方劑，這些方劑最早始于漢代，且漢代人參方劑均出自張仲景著《傷寒雜病論》。近年來，基于古籍的中藥配伍的研究引起了人們的廣泛重視，研究者從各方面對方劑配伍的組方原理、科學(xué)實質(zhì)和內(nèi)涵進(jìn)行探索[3]。鑒于漢代在人參應(yīng)用中的先驅(qū)地位，以及張仲景著《傷寒雜病論》在我國中醫(yī)藥傳承中的重要地位，本文采用R 語言、Cytoscape 及DpClus 等數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)挖掘人參在《傷寒雜病論》中的使用以及相關(guān)方劑中的用藥規(guī)律。

1 資料與方法

1.1 資料來源 選擇《中華醫(yī)典》（第五版）中漢代的中醫(yī)古籍，以“人參、山參”等不同人參名稱為關(guān)鍵字，對古籍文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，初步得到含人參的方劑，再由臨床醫(yī)師對每一條方劑進(jìn)行篩查，得到本文研究的最終數(shù)據(jù)。納入的方劑要有明確的處方組成、劑量、臨床適應(yīng)癥。主方與附方中，若主方中含有人參（包括以上用于檢索的其他名稱），則按主方納入，否則不納入。最終得到方劑62 首，其中《金匱要略方論》29 首，《傷寒論》33 首。不同的中藥別名按照《中國藥典》（2015 版）和《中藥大詞典》進(jìn)行統(tǒng)一。將方名、組成藥味及含量均相同的方劑視作重復(fù)方劑，去重后得方劑53 首。

1.2 方法

1.2.1 方劑藥味數(shù)分布 為了了解所有方劑所含藥味數(shù)量分布特征，以及《金匱要略方論》組和《傷寒論》組方劑所含藥味數(shù)量的異同，使用R 語言[4]中的summary 命令計算方劑的藥味數(shù)分布及分布特征數(shù)，包括最大值、最小值、上四分位數(shù)、下四分位數(shù)等。

1.2.2 頻數(shù)分析 頻數(shù)也稱“次數(shù)”，是對總數(shù)據(jù)按某種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分組，統(tǒng)計出各個組內(nèi)含個體的個數(shù)。而頻率則是每個小組的頻數(shù)與數(shù)據(jù)總數(shù)的比值。利用R 語言中的itemFrequency 命令計算方劑中所有藥物的出現(xiàn)頻率；利用R 中的關(guān)聯(lián)規(guī)則分析軟件程序包arules[5]進(jìn)行藥物組合的頻次分析。

1.2.3 關(guān)聯(lián)規(guī)則分析 關(guān)聯(lián)規(guī)則分析的目的是從大量的數(shù)據(jù)中挖掘出有價值的描述數(shù)據(jù)項之間的相關(guān)聯(lián)系的知識。本文利用R 語言中的arules 程序包中的apriori 算法進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則分析，得出的關(guān)聯(lián)規(guī)則是形如X=＞Y 的關(guān)系，X 和Y 均由中藥組成。一條關(guān)聯(lián)規(guī)則涉及三個參數(shù)：①支持度：指規(guī)則兩端組成的藥對/藥組的出現(xiàn)頻率，通過關(guān)聯(lián)規(guī)則的支持度可以完成藥對/藥組的頻次分析；②置信度：指同一方劑中出現(xiàn)X 的前提下，又出現(xiàn)Y 的概率，置信度為1意味著方劑中若出現(xiàn)X，則必會出現(xiàn)Y；③提升度：一般在數(shù)據(jù)挖掘中當(dāng)提升度大于3 時，才承認(rèn)挖掘出的關(guān)聯(lián)規(guī)則是有價值的。

1.2.4 互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 在藥物-藥物關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，以所有藥物為節(jié)點，如果兩種藥物同時出現(xiàn)在一個方劑中，則由一條無向邊將兩個藥物節(jié)點相關(guān)聯(lián)。在藥物-方劑關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，以藥物和方劑為節(jié)點，在方劑與所含藥物之間建立無向邊。最終構(gòu)建的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)由Cytoscape 軟件[6]進(jìn)行可視化展示。

1.2.5 圖聚類分析 為了有效地識別出藥物－藥物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中緊密連接的節(jié)點群，即識別出藥物密切重合的方劑組，使用DpClus 軟件[7]對藥物-藥物關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行圖聚類分析。DPClus 基于圖的邊緣和密度相結(jié)合提取稠密子圖，參數(shù)分別為：dmin=0.7，cpmin=0.7，minimum cluster size=10。

2 結(jié)果

2.1 方劑概況 53 首方劑中含藥物最多23 味，最少3 味，大部分集中在7 味及以下，《金匱要略方論》組總體上方劑含藥味更多，分布更分散（3～23 味），《傷寒論》組方劑含藥味數(shù)較少，且分布相對集中（4～12味）。所有方劑均為內(nèi)服方劑，功能主治涉及內(nèi)科、婦科和產(chǎn)科等各科病癥，見表1。

表1 方劑劑型與功能主治（n）

2.2 用藥規(guī)律

2.2.1 單味藥頻次分析 所有方劑共涉藥81 種，除人參外，出現(xiàn)頻率超過25.00%的藥物有大棗（46.43%）、生姜（41.07%）、半夏（39.29%）、干姜（39.29%）、炙甘草（33.93%）、桂枝（33.93%）、黃芩（32.14%）、甘草（28.57%）?！秱摗方M頻率超過20.00%的藥物有大棗（53.57%）、生姜（50.00%）、炙甘草（46.43%）、半夏（42.86%）、干姜（35.71%）、黃芩（32.14%）、甘草（28.57%）、桂枝（25.00%）、柴胡（21.43%），此9 味藥中除炙甘草外，其它8 味在《金匱要略方論》組出現(xiàn)頻次均排在前8 位。

2.2.2 藥物性味歸經(jīng)分析 所有藥物的性味歸經(jīng)分布見圖1，藥性比例依次為寒＞溫＞平＞涼＞熱，藥味比例依次為苦＞辛＞甘＞咸＞酸＞淡，藥物歸經(jīng)比例依次為胃經(jīng)=脾經(jīng)=肺經(jīng)＞肝經(jīng)＞腎經(jīng)＞心經(jīng)＞大腸經(jīng)＞膀胱經(jīng)＞膽經(jīng)＞小腸經(jīng)＞心包經(jīng)?！督饏T要略方論》組與《傷寒論》組中藥在性味歸經(jīng)分布上呈正相關(guān)（r≥0.928，P≤0.05），見圖2。

2.2.3 藥對/藥組頻次分析和關(guān)聯(lián)規(guī)則分析 對所有方劑進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則分析，由支持度得到與人參配伍頻率前5 位的藥對，見圖3，三味藥組合頻率前5 位的藥組包括任意三味藥的組合（16.37%～21.82%）以及{柴胡，黃芩，生姜}（14.55%）；四味藥組以{半夏，大棗，生姜，黃芩} 和{大棗，黃芩，生姜，柴胡} 頻率最高（14.55%）；五味藥組頻率最高為{半夏，大棗，黃芩，生姜，柴胡}（12.73%）?！督饏T要略方論》與《傷寒論》中與人參配伍頻次各自排前5 位的藥對見圖4，圖中每一條邊連接的兩味藥代表一組藥對，實線代表《金匱要略方論》組，虛線代表《傷寒論》組，波浪線代表兩組共有。數(shù)字代表該藥對的頻率，其中有兩個數(shù)字的，前一個代表藥對在《金匱要略方論》中的頻率，后一個代表在《傷寒論》組中頻率?！督饏T要略方論》組中與人參配伍頻次排前5 位的藥組有{甘草，生姜，大棗}（20.69%）、{半夏，大棗，黃芩}、{甘草，黃芩，半夏}、{甘草，黃芩，大棗}、{半夏，大棗，甘草}、{半夏，黃芩，大棗}（各17.24%）、{半夏，大棗，甘草，黃芩}（13.79%）?！秱摗方M中與人參配伍頻次排前5 位的藥組有{半夏，黃芩，大棗}、{半夏，生姜，大棗}（各28.57%）、{半夏，黃芩，生姜}、{黃芩，生姜，大棗}（各25.00%）、{柴胡，黃芩，半夏}、{柴胡，黃芩，生姜}、{柴胡，黃芩，大棗}、{半夏，柴胡，生姜}、{半夏，柴胡，大棗}、{柴胡，生姜，大棗}、{半夏，炙甘草，大棗}、{半夏，黃芩，生姜，大棗}、{半夏，柴胡，黃芩，生姜}、{半夏，柴胡，黃芩，大棗}、{柴胡，黃芩，生姜，大棗}、{半夏，柴胡，生姜，大棗}、{半夏，柴胡，黃芩，生姜，大棗}（各21.43%）。

所有方劑綜合分析共有20 條置信度=1 且頻次≥5 的關(guān)聯(lián)規(guī)則，見表2。以表2 中第3 條關(guān)聯(lián)規(guī)則{柴胡，人參，生姜}=＞{黃芩}為例，意味著如果方劑中出現(xiàn)柴胡和生姜配伍人參，則必有黃芩。

《金匱要略方論》組置信度=1 且頻次≥5 的關(guān)聯(lián)規(guī)則只有表2 中規(guī)則1，而《傷寒論》組符合條件的規(guī)則有51 條，除了表2 中的2～20 條，其余見表3?！秱摗方M方劑比《金匱要略方論》組具有更顯著的藥物配伍規(guī)律。

圖1 所有藥物性味歸經(jīng)分布圖

圖2 兩組藥物性味歸經(jīng)分布圖

圖3 所有方劑中與人參配伍頻率前5 位的藥對

圖4 《金匱要略方論》與《傷寒論》中與人參配伍頻次各自排前5 位的藥對

表2 支持度為1 且頻次≥5 的關(guān)聯(lián)規(guī)則

表3 《傷寒論》組支持度為1 且頻次≥5 的關(guān)聯(lián)規(guī)則

以提升度＞3，頻次＞5，置信度＞0.5 對所有規(guī)則進(jìn)行過濾，篩選出有效關(guān)聯(lián)規(guī)則9 條，見表4。以第一條規(guī)則{大棗，黃芩，人參，生姜}=>{柴胡}為例，它的意義在于組成這條規(guī)則的5 味藥出現(xiàn)在同一方劑中的頻率是0.15，在前4 味藥組合出現(xiàn)的前提下，有0.89 的可能會出現(xiàn)柴胡。

以相同的標(biāo)準(zhǔn)對兩組數(shù)據(jù)分別篩選，《金匱要略方論》組無有效關(guān)聯(lián)規(guī)則?！秱摗方M20 條，除表4中9 的條，其余11 條見表5。

2.3 藥物關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與圖聚類分析 構(gòu)建藥物-藥物關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與藥物-方劑關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，見圖5。為了識別出用藥高度相似的方劑，使用DpClus 軟件對藥物-藥物關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行圖聚類分析，得到2 個有效聚類，Cluster1 藥物對應(yīng)方劑主要有柴胡類方和瀉心湯類方，二者用藥高度相近，見圖6；Cluster2 主要由白虎人參湯方、竹葉石膏湯和麥門冬湯方組成，三者用藥異同，見圖7。

表5 《傷寒論》組有效關(guān)聯(lián)規(guī)則

圖5 藥物關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

圖6 Cluster1 對應(yīng)藥物-方劑關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

圖7 Cluster2 對應(yīng)藥物-方劑關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

3 討論

作為人參在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用先驅(qū)，漢代已將人參應(yīng)用于內(nèi)科、婦科、產(chǎn)科等各科，且以內(nèi)服為主。雖有含23 味藥的大方劑，但藥味數(shù)主體還是集中在7 味以下，且《金匱要略方論》和《傷寒論》差異明顯。無論是所有方劑綜合分析，還是分組分析，都具有明顯的高頻藥物、藥對和藥組。在高頻藥味與藥物的性味歸經(jīng)方面，兩組間基本一致，但在藥物配伍規(guī)律方面差異明顯。關(guān)聯(lián)規(guī)則分析結(jié)果顯示，《金匱要略方論》幾乎無明顯有效的關(guān)聯(lián)規(guī)則，而《傷寒論》既有20 條有效的關(guān)聯(lián)規(guī)則，又有諸多置信度為1 的關(guān)聯(lián)規(guī)則，其總體方劑呈現(xiàn)出諸多有效的關(guān)聯(lián)規(guī)則。這些結(jié)果說明張仲景在隨病癥變化應(yīng)用人參的過程中存在一定的配伍規(guī)律。關(guān)聯(lián)規(guī)則分析與圖聚類分析所涉及的方劑多為類方，亦有部分非類方的經(jīng)方在其中，如規(guī)則{柴胡，人參，生姜}=>{黃芩}涉及方劑有小柴胡湯、柴胡加芒硝湯、柴胡加龍骨牡蠣湯、柴胡桂枝湯、柴胡去半夏加栝蔞湯，均為柴胡湯類方，{黃連，人參}=>{干姜}涉及方劑有甘草瀉心湯、半夏瀉心湯、生姜瀉心湯、黃連湯、烏梅丸、干姜黃芩黃連人參湯，除瀉心湯類方外亦有非類方的經(jīng)方。說明本研究方法與結(jié)果可為類方藥物的配伍及加減提供依據(jù)，也可為類方經(jīng)方臨床的準(zhǔn)確應(yīng)用給予參考，還可以為研究不同病癥中相同病機(jī)或者為相同經(jīng)典中藥配伍藥対、藥組在不同的方劑配伍中起到不同的功效、治療不同病癥提供研究線索。

綜上所述，中醫(yī)古籍中含有人參的方劑用藥規(guī)律明顯，既有明顯的高頻藥物、藥對和藥組，又有諸多有效的關(guān)聯(lián)規(guī)則，張仲景在隨病癥變化應(yīng)用人參的過程中存在一定的配伍規(guī)律。另外，《金匱要略方論》與《傷寒論》各自具有明顯的用藥規(guī)律。