黃宗海,何 黎,楊思敏,宋虹霏,楊 書,馮全生,溫川飆**
(1.成都中醫(yī)藥大學信息工程學院 成都 610075;2.成都中醫(yī)藥大學針灸推拿學院 成都 610075;3.成都中醫(yī)藥大學基礎醫(yī)學院 成都 610075)
根據(jù)國家衛(wèi)生健康委員會統(tǒng)計,截止2020年3月17日,中醫(yī)藥參與救治的新型冠狀病毒感染的肺炎(Corona Virus Disease 2019,COVID-19,以下簡稱新冠肺炎)病例占累計確診病例的96.37%,在湖北地區(qū)中醫(yī)藥的參與率也達到了91.05%,中醫(yī)藥在疫情的預防、治療和康復全過程發(fā)揮重要作用[1]。中醫(yī)學防治疾病的優(yōu)勢在于辨證論治,八綱辨證綜合分析望、聞、問、切四診資料,歸納為表、里、寒、熱、虛、實、陰、陽八類證候,以探求疾病的本質(zhì)。八綱辨證是中醫(yī)各種辨證的總綱,其他辨證方法如臟腑辨證、六經(jīng)辨證等是最為具體的辨證方法,包括病位、病性兩大要素,是辨證最后落實之處[2]。陳麗嬋[3]等認為寒濕、濕邪、邪熱、濕熱及濕毒在新型冠狀病毒肺炎的辨證分型中有較大意義,洪炳杰[4]等認為居前6位病性證素依次為:熱、毒、濕、氣虛、氣脫、氣閉、陽虛。新冠肺炎證型復雜多樣,依據(jù)八綱辨證原則先辨虛實即治療期分為實證與虛證,結合病性再辨寒熱即實證包括寒濕、濕熱、濕毒3種病性。在新冠肺炎的診療過程中,辨明虛實、抓住病性,對規(guī)范本病的臨床辨證起到執(zhí)簡馭繁、提納挈領作用,以提升中醫(yī)藥治療新冠肺炎之療效。
中醫(yī)藥是一個巨大的知識寶庫,利用數(shù)據(jù)挖掘技術能夠有效進行中醫(yī)藥隱性知識的挖掘。對于中醫(yī)藥經(jīng)驗性挖掘的方法主要有關聯(lián)分析和聚類分析。通過頻次統(tǒng)計能夠獲取高頻藥物,從而提升關聯(lián)分析和聚類分析的準確性,同時又可探索該類疾病整體用藥四氣五味歸經(jīng)的偏向性。關聯(lián)分析可以從宏觀層次上認識中藥方劑配伍規(guī)律,尋找方劑整體配伍規(guī)律;聚類分析則可以對高頻藥物進行歸類將不同功效的藥物進行分類,然而大部分方劑是通過多個功效聯(lián)合實現(xiàn)藥效的,通過聚類后的結果進行類間關聯(lián),舊藥新用探索潛在新方,進一步總結了文獻研究中,名老中醫(yī)預防、治療新冠肺炎的組方用藥規(guī)律,便于臨床醫(yī)生在預防和治療疾病時,有效的將文獻中提取的經(jīng)驗與臨床治療經(jīng)驗相結合,做到有證可循,有據(jù)可依。目前,中國中醫(yī)科學院的中醫(yī)傳承輔助平臺通過關聯(lián)分析和聚類分析較好的應用于老中醫(yī)經(jīng)驗傳承的數(shù)據(jù)挖掘中。
本文通過收集不同地區(qū)衛(wèi)健委和中醫(yī)藥管理局公布的防治方案,使用SPSS Statistics 21.0和SPSS Modeler 18.0對藥物進行頻次統(tǒng)計,關聯(lián)分析以及聚類分析。根據(jù)八綱辨證理論分期分型挖掘防治新冠肺炎的潛在方藥并對其進行統(tǒng)計學預測及分析。依托于重大疾病防治經(jīng)驗研究基金對各地區(qū)新冠肺炎中醫(yī)防治方藥進行經(jīng)驗性研究,基于前期新冠肺炎流行性研究對方藥進行分階段分型探析。
檢索各省,自治區(qū),直轄市衛(wèi)健委,中醫(yī)藥管理局官網(wǎng),共收集到北京[5],甘肅[6],廣東[7],廣西壯族自治區(qū)[8],貴州[9],海南[10],河北[11],河南[12],黑龍江[13],湖北[14],湖 南[15],吉 林[16],江 西[17],山 東[18],陜 西[19],上 海[20],四川[21],天津[22],云南[23],浙江[24]20個地區(qū)的中醫(yī)藥防治方案以及國家中醫(yī)藥管理局給的康復指導方案[25],共193首方藥。
通過查閱《中國藥典》[26]以及《中藥大辭典》[27],規(guī)范藥物名稱,合并相同藥物。依據(jù)診療方案中的數(shù)據(jù)以中醫(yī)八綱辨證為原則,將證型按病性規(guī)范合并寒濕,濕熱,濕毒,脫證。具體對應關系如表1.
表1 證型與病性對應表
整體數(shù)據(jù)以預防期,治療期,恢復期3期進行劃分。治療期根據(jù)證型和臨床表現(xiàn)分為寒濕,濕熱,濕毒,脫證。將劃分好的各期各型數(shù)據(jù)使用SPSS Statistics 21.0進行頻次統(tǒng)計,選取其中使用頻次高于該期或該型方案數(shù)20%以上的高頻藥物進行系統(tǒng)聚類分析,根據(jù)聚類樹狀圖,將結果劃分為2-5類,其中預防期選取相對距離為20,治療期和恢復期選取相對距離為15,相對距離內(nèi)相連藥物合并為一類。使用SPSSModeler 18.0,選用Apriori關聯(lián)分析算法,設定最小置信度為80%,最小支持度為15%,利用網(wǎng)絡圖模型進行關聯(lián)關系圖的繪制。
2.1.1 預防期藥物頻次統(tǒng)計
預防期共收集獲取到62首方,將用藥頻次排在前10位的藥物按照從高到低進行統(tǒng)計依次如表2。使用較多的有金銀花,連翹等解毒藥,黃芪,甘草,炒白術等益氣藥,藿香,蒼術,陳皮等祛濕藥。
表2 預防期藥物頻次表
2.1.2 預防期藥物關聯(lián)分析
使用SPSSModeler 18.0進行關聯(lián)分析。其中置信度排名前5的藥對如表3。依次為“防風-黃芪”“連翹-金銀花”“桔梗-甘草”“炒白術-防風”,“甘草-淡竹葉”。
表3 預防期關聯(lián)規(guī)則表
2.1.3 預防期藥物聚類分析
使用SPSSStatics 21.0對新冠肺炎預防期的藥物進行系統(tǒng)聚類分析共獲得3大類,聚類結果如表4,聚類分析樹狀圖如圖1。
圖1 預防期藥物聚類圖
表4 預防期藥物聚類分析表
2.2.1 治療期用藥分型頻次統(tǒng)計
治療期共收集106首方,按照病性劃分為寒濕21首方,濕熱27首方,濕毒36首方,脫證17首方,將排在前10位的藥物按照從高到低進行統(tǒng)計,頻次統(tǒng)計表如表5。寒濕型多使用麻黃等散寒解表藥,蒼術等祛濕藥;濕熱型多使用黃芩等清熱藥;濕毒型多使用石膏等清熱藥,以及赤芍等解毒藥;脫證多使用人參等回陽固脫藥。
表5 治療期藥物頻次表
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2.2.2 治療期用藥分型關聯(lián)分析
使用SPSSModeler 18.0進行關聯(lián)分析,置信度前5的藥對如表6,根據(jù)關聯(lián)分析結果繪制關聯(lián)分析網(wǎng)絡圖如圖2-1,圖2-2,圖2-3,圖2-4。寒濕型置信度前5的藥對依次為“檳榔-草果”“炙甘草-麻黃”“石膏-麻黃”“杏仁-麻黃”“蒼術-麻黃”;濕熱型置信度前五的藥對依次為“薏苡仁-杏仁”“滑石-豆蔻”“石膏-杏仁”“金銀花-連翹”“杏仁-豆蔻”;濕毒型置信度前5的藥對依次為“赤芍-石膏”“大黃-瓜蔞”“大黃-杏仁”“葶藶子-石膏”“石膏-大黃”;脫證置信度前5的藥對依次為“陳皮-人參”“山茱萸-附子”“附子-山茱萸”“山茱萸-人參”“附子-人參”。
圖2-4 脫證關聯(lián)網(wǎng)絡圖
圖2-3 濕毒藥物關聯(lián)網(wǎng)絡圖
圖2-2 濕熱藥物關聯(lián)網(wǎng)絡圖
圖2-1 寒濕藥物關聯(lián)網(wǎng)絡圖
表6 治療期關聯(lián)規(guī)則表
2.2.3 治療期用藥分型聚類分析
使用SPSSStatics 21.0對不同分型的新冠肺炎藥物進行系統(tǒng)聚類分析,聚類結果如表7,聚類表格如圖3-1,圖3-2,圖3-3,圖3-4。其中寒濕型4大類,濕熱型5大類,濕毒型5大類,脫證2大類。
圖3-4 脫證藥物聚類圖
圖3-3 濕毒藥物聚類圖
圖3-2 濕熱藥物聚類圖
圖3-1 寒濕藥物聚類圖
表7 治療期分型聚類表
2.3.1 恢復期用藥頻次統(tǒng)計
恢復期共收集25首藥方,藥物頻次前10如表8。其多使用甘草,麥冬等益氣健脾藥,以及陳皮,茯苓等燥濕生津藥。
表8 恢復期藥物頻次表
2.3.2 恢復期用藥關聯(lián)分析
使用SPSSModeler 18.0進行關聯(lián)分析前5的藥對如表9,繪制關聯(lián)分析網(wǎng)絡圖(圖4)。置信度前5的藥對依次為“麥冬-淡竹葉”“法半夏-黨參”“法半夏-白術”“陳皮-白術”“陳皮-黨參”。
圖4 恢復期藥物關聯(lián)網(wǎng)絡圖
表9 恢復期藥物關聯(lián)分析表
2.3.3 恢復期用藥聚類分析
使用SPSSStatics 21.0對法新冠肺炎恢復期的藥物進行系統(tǒng)聚類分析,共得到2大類,聚類結果如表10,聚類表格如圖5。
圖5 恢復期藥物聚類圖
通過頻次統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)預防期高頻藥物有黃芪、炒白術、防風、甘草等益氣藥;金銀花、連翹等清熱解毒藥;藿香、陳皮、蒼術等化濕藥。通過關聯(lián)分析可將“防風-黃芪”“連翹-金銀花”“桔梗-甘草”“炒白術-防風”進行關聯(lián),甘草又可與淡竹葉相關聯(lián)。其中,金銀花、連翹、桔梗、淡竹葉、炙甘草為銀翹散的組成藥物;黃芪、炒白術、防風則為玉屏風散的組成藥物。使用預防期高頻藥物進行聚類分析得到3類藥物(表4),I中有玉屏風散,II、III為解毒燥濕之品?!鹅`樞·百病始生》中言:“風、雨、寒、熱,不得虛,邪不能獨傷人。卒然逢疾風暴雨而不病者,蓋無虛,故邪不能獨傷人。此必因虛邪之風,與其身形,兩虛相得,乃客其形?!边@說明了疾病的發(fā)生是人體正氣虛弱和外邪侵襲相互作用的結果,即“正氣存內(nèi),邪不可干”,正氣虧虛是新冠肺炎患者發(fā)病的內(nèi)因,疫毒則是發(fā)病的誘因,故在預防階段多以扶正為主,兼以祛邪。對于正氣虧虛的易感人群而言,預防期以扶助正氣為主,本氣實則邪不能入。益氣藥可益氣固表,增強患者體質(zhì);清熱解毒藥則能清熱解毒祛邪,而本次疫情病機可概括為“濕、熱、毒、瘀、虛”[28],濕邪貫穿疾病始終,故祛濕為要,化濕藥能芳香化濕,未病防變[29]。銀翹散中金銀花、連翹辛涼透邪,避穢解毒,桔梗配甘草祛痰利咽,淡竹葉甘寒生津以治未病。玉屏風散中黃芪甘溫,補肺脾之氣,現(xiàn)代研究表明黃芪能提高人體免疫力[30],抑制病毒復制[31,32],增強抗御病邪的能力。白術健脾益氣,助黃芪益氣固表,防風走表祛風邪,黃芪得防風固表不留邪[33],防風得黃芪,祛邪不傷正,肌理腠密,則疫癘之邪——新冠病毒不易入?,F(xiàn)代研究表明玉屏風散能調(diào)節(jié)人體免疫功能[34]、對呼吸道疾病也有較好的臨床療效[35]。兼施聚類結果中II,III類的解毒燥濕之品,攻補兼施。新冠肺炎病機以氣虛衛(wèi)外不固兼有濕邪,疫癘之邪—新冠病毒致病力強,且病理因素以濕邪為患,故未病階段虛體之人成為新冠肺炎的易感人群。新冠肺炎在內(nèi)虛與邪盛情況下致病,治法在益氣固表的基礎上,兼以解毒燥濕。
3.2.1 寒濕型統(tǒng)計結果分析
寒濕型治療思路為散寒除濕、避穢化濁、兼清郁熱,防治疾病的傳變。通過頻次統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),寒濕型中頻次最高的藥物為麻黃,高頻藥物多為散寒解表藥。對其進行關聯(lián)分析,高頻藥對為“炙甘草-麻黃”“石膏-麻黃”“杏仁-麻黃”“蒼術-麻黃”“茯苓-炙甘草”其中麻黃、杏仁、石膏、炙甘草為《傷寒論》中經(jīng)典方劑麻杏石甘湯的組成。聚類分析得到4類藥物如表7,I中以燥濕散寒為主;II以理氣化濕為主;III以清熱解毒為主。I,III合用為麻杏石甘湯,配伍黃芩、連翹等清熱燥濕之品;I,II合用為達原飲加減。本次初起時節(jié)為冬季,此時天大寒,故寒邪較重,加之武漢地處南方,陰雨綿綿,故寒濕夾雜較重[36],舌淡苔白膩,脈滑為之佐證,治宜散寒解表,祛濕化濁。麻黃可芳香化濕、宣肺止咳、發(fā)散風寒,與新冠肺炎初期寒濕性質(zhì)相吻合。杏仁降氣,麻杏相須為用,一宣一降,恢復肺宣發(fā)肅降功能,麻黃得石膏宣肺不助熱,石膏得麻黃清泄郁熱而不涼遏[37],相反相成,炙甘草益氣和中,調(diào)和諸藥,是為佐藥。合用辛溫解表,散寒止咳,適用于新冠肺炎患者寒濕性質(zhì)之人。麻黃配蒼術能散寒祛濕,茯苓甘草相配健脾利濕,濕去則邪無所附。四者合用配伍黃芩、連翹等清熱燥濕之品又可清解郁熱,適用于新冠肺炎寒濕型有郁而化熱的情形。新冠肺炎發(fā)病的重要病理因素——濕邪為患,達原飲中檳榔、草果、厚樸三藥合用開達膜原,避穢化濁[38],正如吳氏在《溫疫論》中所說:“檳榔能消能磨,除伏邪,為疏利之藥,又除嶺南瘴氣;厚樸破戾氣所結;草果辛烈氣雄,除伏邪盤踞。三藥協(xié)力,直達其巢穴,使邪氣潰敗,速離膜原,是以為達原也。”
3.2.2 濕熱型統(tǒng)計結果分析
濕熱型臨床多選用甘寒之品,治法以清熱解毒燥濕、止咳平喘為主。通過頻次統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),濕熱型中使用頻次最高藥物為杏仁,黃芩,高頻藥物多為清熱燥濕藥。通過關聯(lián)分析獲取到高頻藥對有“薏苡仁-杏仁”,“滑石-豆蔻”,“石膏-杏仁”,“金銀花-連翹”,“杏仁-豆蔻”其中杏仁、豆蔻、薏苡仁、滑石為三仁湯的組成藥物。聚類分析得到4類藥物(表7),I以清熱燥濕、避穢化濁為主,亦為達原飲加減;II以清熱宣肺為主;III以清熱解毒為主,IV為三仁湯加減以清熱利濕為主;V以清肺平喘為主;II、III合用為銀翹散加減?!夺t(yī)宗金鑒》說:“人感受邪氣雖一,因其形臟不同,或從寒化,或從熱化,或從虛化,或從實化,故多端不齊也。”在新冠肺炎病情發(fā)展的過程中,因體質(zhì)、氣候、飲食或其他因素,濕邪郁而化熱,濕熱蘊結肺脾,肺失宣肅,胃失和降,臨床表現(xiàn)出現(xiàn)咳嗽、嘔惡納呆,舌紅苔黃膩,脈滑數(shù)為之佐證,治宜清熱燥濕健脾,降肺平喘。黃芩味苦,性寒,擅入上焦,功效清熱燥濕、瀉火解毒,與新冠肺炎濕熱性質(zhì)相符。麻黃辛溫,此時麻黃用藥頻次減少,防止加重熱性。三仁湯中杏仁、豆蔻、薏苡仁宣上、暢中、滲下,三焦同治,清利三焦?jié)駸幔蛲堋=疸y花、連翹為清熱解毒,辛涼透表,使?jié)駸嶂皬谋矶?,杏仁配伍石膏加強泄肺平喘之功效。達原飲加強避穢化濁的力量,熱邪則無依附,與三仁湯合用可增強清熱祛濕的力量。銀翹散功效辛涼透表,清熱解毒,適用于溫病初起,兼施V降氣平喘類藥物以緩解咳喘癥狀。
3.2.3 濕毒型統(tǒng)計結果分析
濕毒型治療方向為通腑泄熱、止咳平喘、涼血開竅。通過頻次統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),毒型中使用最多的是石膏,其高頻藥多為解毒燥濕藥,兼有炙麻黃等止咳平喘藥。關聯(lián)分析得到高頻藥對有“赤芍-石膏”,“大黃-瓜蔞”,“大黃-杏仁”,“葶藶子-石膏”,“石膏-大黃”其中大黃、石膏、杏仁、瓜蔞為宣白承氣湯組成。聚類分析得到4類藥物(表7),I可燥濕瀉肺平喘;II為宣白承氣湯加減;III可滋陰潤燥、涼血開竅;IV可清熱解毒;III,IV合用為清營湯加減。新冠肺炎后期濕熱化毒[39],疫毒猛烈,發(fā)展迅速,由氣入營,則見喘憋氣促、神昏譫語;濕熱凝結為痰,痰熱交織閉阻氣機,氣機不暢;肺與大腸相表里[40],肺氣不降,大腸傳導功能失司,則見大便不暢,舌紅苔黃膩,脈滑數(shù)為之佐證。治宜通腑泄熱,涼血開竅,故用石膏清氣分熱,除高熱,防止熱入營血,與濕毒性質(zhì)相符,此時用炙麻黃加強止咳平喘的功效。宣白承氣湯大黃通腑泄熱,導濕毒從大便而去,石膏配伍杏仁清泄肺熱止咳,瓜蔞皮潤肺化痰,合用使氣機升降恢復正常,咳喘止,腑氣通。葶藶子辛、苦,性大寒,有瀉肺平喘、利水消腫之功效,石膏甘寒,清泄肺熱,兩者相配,瀉肺平喘之力強;赤芍清血分熱,石膏清氣分熱,氣血同治。宣白承氣湯功效清肺止咳,通腑泄熱,與I中葶藶子、石膏等加強瀉肺平喘,適用于新冠肺炎患者此時肺氣不降,喘促不寧,腑氣不通;重者熱毒迫入營血,傳入心包,新冠肺炎患者此時出現(xiàn)神志不清或煩躁,清營湯可涼血開竅、清熱解毒,主治熱毒迫入營血。
3.2.4 脫證統(tǒng)計結果分析
通過頻次分析發(fā)現(xiàn),脫證中使用人參最多,高頻藥多為回陽固脫藥。關聯(lián)后得到高頻藥對為脫“人參-附子”、“人參-山茱萸”、“附子-山茱萸”,此為參附湯加山茱萸。聚類分析得到4類藥物(表7),I為參附湯,II中五味子性味酸澀,可斂肺生津、滋補肝腎。危重期患者元氣不足,正氣大虧,疫毒內(nèi)侵,形成內(nèi)閉外脫的病機,氣不攝津,可見大汗淋漓,肺為氣主,腎為氣根,氣脫則呼吸困難,神志模糊,舌質(zhì)紫暗,脈浮大無根為之佐證,治宜回陽固脫。人參則可回陽固脫、宣肺平喘,與脫證性質(zhì)相符。參附湯與山茱萸合用有補益肝腎、固虛脫之效;與五味子合用可防人參、附子補氣的同時耗氣,滋補肝腎。
通過頻次分析發(fā)現(xiàn),恢復期多表現(xiàn)虛證,通過頻次統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)用藥頻次最高的藥物為甘草,高頻藥物多為益氣健脾,燥濕生津之藥。通過關聯(lián)分析得到恢復期高頻藥對有“麥冬-淡竹葉”“法半夏-黨參”“法半夏-白術”“陳皮-白術”“陳皮-黨參”其中白術、茯苓、陳皮、半夏為六君子湯的組成藥物加以黨參補氣,淡竹葉瀉火。聚類分析得到2類藥物(表10),I為六君子湯加減,II為竹葉石膏湯加減。在恢復期患者邪去正虛,以虛為主,臨床多表現(xiàn)為氣短、疲倦乏力、納差等肺脾氣虛證和氣短乏力、口干口渴等氣陰兩虛證,治宜補肺健脾,養(yǎng)陰生津。故使用甘草等藥物燥濕健脾、益氣滋陰生津。新冠病毒為疫癘之邪,久病必傷津耗氣,正氣虧虛,用藥須柔和,故用黨參代人參補氣,且補中氣,與白術相合,健脾補肺,培土生金,合半夏陳皮理氣健脾,燥濕化痰。麥冬味甘、微寒,有養(yǎng)陰生津、潤肺止咳之功,淡竹葉清熱瀉火,二者合用,可清余邪,滋陰潤肺。六君子湯益氣健脾,燥濕化痰,主治恢復期患者納差、便溏、乏力等表現(xiàn)的脾胃氣虛兼痰濕證。竹葉石膏湯清熱益氣,養(yǎng)陰生津。適用于新冠病毒纏綿難去,易留伏邪,余熱未清,氣陰兩傷證。兩類藥物合用可益氣養(yǎng)陰,兼清余邪,符合新冠肺炎患者恢復期以虛為主的病性。
表10 恢復期藥物聚類分析表
本文運用頻次統(tǒng)計,關聯(lián)分析,聚類分析的方法對新冠肺炎防治方案用藥進行分期探析。在中醫(yī)八綱辨證理論指導下,基于病性理論對治療期分為寒濕型,濕熱型,濕毒型,脫證4型進行分型探析。得到預防期主要以益氣固表為主;在治療期四型中,寒濕型以解表散寒,清肺止咳為主,濕熱型以清熱解毒燥濕,止咳平喘為主,濕毒型以通腑瀉熱,涼血開竅為主,脫證以回陽固脫為主;恢復期則以益氣養(yǎng)陰,兼清余邪為主。通過現(xiàn)代信息化技術與中醫(yī)相關理論相結合,能夠高效率的分析不同時期治療疾病的用藥組方規(guī)律,便于臨床經(jīng)驗與文獻數(shù)據(jù)相結合,有效地對疾病進行循證治療。分期分型探析出的臨床用藥治療方向可為臨床中醫(yī)辨證施治提供參考,統(tǒng)計分析過程中多選用高頻藥物,未進行地區(qū)間藥物的劃分比較,在使用時應當與各地區(qū)自然條件相結合。