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        基于數(shù)據(jù)挖掘和網(wǎng)絡藥理學收集的國家專利復方治療肝硬化腹水作用機制分析*

        2022-09-27 09:25:28姚元謙呂建林柳琳琳毛德文張文富王光耀黃小英
        中西醫(yī)結合肝病雜志 2022年9期

        在肝硬化失代償期,腹水是最常見、最早出現(xiàn)的并發(fā)癥之一

        。在肝硬化代償期的患者中,10年內(nèi)出現(xiàn)腹水的概率約為50%

        。腹水形成機制較為復雜,治療頗為棘手,現(xiàn)代醫(yī)學治療包括利尿劑、放腹水、輸注白蛋白、經(jīng)頸靜脈肝內(nèi)門體分流術(TIPS)等,但往往達不到預期療效,且容易引發(fā)各種并發(fā)癥。肝硬化腹水可歸屬于祖國醫(yī)學“鼓脹”“水蠱”“蠱脹”等病范疇

        。近現(xiàn)代醫(yī)家在前人的經(jīng)驗上,對肝硬化腹水進行辨證施治,效果明顯,并總結出許多專利復方。中醫(yī)藥專利復方均經(jīng)過長期的臨床應用,取得肯定的臨床療效,且具有較高的重復使用性。因此,通過現(xiàn)代技術在國家專利數(shù)據(jù)庫對這些專利復方進行挖掘并探討其作用機制,對中醫(yī)現(xiàn)代化實驗及臨床運用有較強的參考價值。

        2.4.2 有機質(zhì) 長順縣耕地土壤有機質(zhì)含量普遍較高(圖3b)。含量屬上等(有機質(zhì)>30 g/kg)的耕地面積有360.23 km2,占全縣耕地面積的79.74%,主要分布在長順西北部的廣順鎮(zhèn)、擺所鎮(zhèn)和白云山鎮(zhèn);其次是含量屬中等(有機質(zhì)20~30 g/kg)的耕地面積有79.44 km2,占全縣耕地面積的18.09%;有機質(zhì)含量沒有下等(有機質(zhì)<10 g/kg)的耕地土壤。該區(qū)域多為水田和菜地,有機肥施用量較高。

        1 材料與方法

        1.1 中藥復方的收集 以“肝硬化腹水a(chǎn)nd 中藥”、“肝硬化腹水a(chǎn)nd草藥”為關鍵詞,檢索國家知識產(chǎn)權局中國專利公布公告(http://epub.sipo.gov.cn),收集所有與肝硬化腹水相關的中藥復方。

        1.2 納入標準 ①具有治療肝硬化腹水作用的中藥復方且組方完整;②治療方法為口服,劑型不限;③藥味不限;

        1.3 排除標準 ①排除動物類的中藥復方;②排除外用的中藥復方;③排除藥物組成相同的中藥復方,相同復方只納入1次。

        2.4 獲取莪術-三棱化學成分并預測藥物靶點 通過TCMSP、SymMap數(shù)據(jù)庫檢索莪術-三棱化合物,共獲得147個化學成分。以篩選條件為OB≥30%、DL≥0.14獲得17個化學成分,其中莪術6個,三棱11個?;衔锇忻⒈ㄋ?、雙去甲氧基姜黃素、去氫木香內(nèi)酯等,各個化學成分的OB、DL值見表4。上述化學成分的靶點預測通過TCMSP、Pharmmapper數(shù)據(jù)庫進行,將得到的靶點上傳至UniProt數(shù)據(jù)庫進行校正、轉化,共獲得4 045個藥物靶點,其中莪術1 359個,三棱2 686個,整合并篩選重復靶點后獲得396個藥物靶點。

        2.1 中藥頻次統(tǒng)計 通過檢索統(tǒng)計,共獲得139首中藥專利復方,共500種藥物,累計出現(xiàn)1 906次。其中用藥頻次≥20次的藥物有19味,見表1。

        2 結果

        1.5 數(shù)據(jù)分析方法 ①運用Excel 2019軟件對所得數(shù)據(jù)進行頻次統(tǒng)計;②關聯(lián)規(guī)則分析利用SPSS Modeler 18.0進行,根據(jù)Apriori算法得出置信度、支持度及增益度值靠前的中藥藥對;③因子分析利用SPSS Statistics 23.0進行,得出公因子并將因子成分矩陣進行旋轉,根據(jù)貢獻率將藥物納入各個公因子內(nèi);④檢索TCMSP、SymMap數(shù)據(jù)庫獲取核心藥對的化學成分,并通過TCMSP、Pharmmapper數(shù)據(jù)庫預測藥物靶點;⑤檢索OMIM、GeneCards、DrugBank數(shù)據(jù)庫獲取疾病靶點,將藥物、疾病靶點統(tǒng)一上傳至UniProt數(shù)據(jù)庫進行校正、轉化,并通過繪制Venn圖映射篩選出藥物-疾病交集靶點;⑥將交集靶點提交至STRING平臺繪制PPI蛋白互作網(wǎng)絡,并通過Cytoscape 3.7.2進行拓撲分析獲取核心藥對治療肝硬化腹水的核心靶點;⑦利用David數(shù)據(jù)庫,對交集靶點的GO生物信息及KEGG通路信息進行富集分析,獲取交集靶點的生物功能及通路信息,并進行可視化處理;⑧運用Cytoscape 3.7.2軟件繪制化學成分-靶點-通路網(wǎng)絡圖,并預測藥物治療肝硬化腹水的核心化學成分。

        2.6 構建PPI網(wǎng)絡并預測核心靶點 將112個交集靶點提交至STRING平臺,構建藥物-疾病PPI蛋白互作網(wǎng)絡圖,見圖3。將互作網(wǎng)絡數(shù)據(jù)導入Cytoscape軟件,進行網(wǎng)絡拓撲分析篩選核心靶點,通過連接度、介度、緊密度進行篩選,處于核心位置的靶點包括Alb、AKT1、MAPK1、IGF1等,見表5。靶點篩選圖見圖4。

        2.3 中藥因子分析結果 見表3、圖1。將中藥數(shù)據(jù)導入SPSS Statistic軟件進行因子分析,其可行性及有效性檢驗得出KMO=0.577、Bartlett′s球形度檢驗的

        =0.000,提示各變量間具有相關性,可進行因子分析。以主成分分析法為提取方法,結果顯示有13種成分初始值>1,因子累積貢獻率達66.914%,采用正交旋轉法(具有Kaiser標準化)獲取旋轉成分矩陣圖。根據(jù)貢獻率將藥物納入13個公因子(F)。

        2.2 中藥關聯(lián)規(guī)則分析結果 見表2。將中藥數(shù)據(jù)導入SPSS Modeler軟件并運用Apriori算法進行關聯(lián)規(guī)則分析,設置前項數(shù)為5,支持度≥7.5%,置信度≥80%,增益>1,運算后獲得9組藥對。其中,莪術→三棱置信度最高且關聯(lián)性最強,可作為此次研究的核心藥對。

        銀行理財業(yè)務受到投資者的青睞,產(chǎn)品銷售數(shù)量突飛猛進,不同銀行及業(yè)務的產(chǎn)品性質(zhì)相同,理財產(chǎn)品千篇一律,各銀行無特色及特長,競爭力較為薄弱,同時也造成理財市場產(chǎn)品過于單一,銀行理財產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重,不能對多層次客戶提供需求。

        1.4 數(shù)據(jù)規(guī)范處理 根據(jù)2020年版《中華人民共和國藥典》及《中藥大辭典》對納入的中藥復方進行中藥名稱、功能分類統(tǒng)一規(guī)范整理,如把“虎仗”規(guī)范為“虎杖”,“制軍”規(guī)范為“大黃”。將所得的中藥數(shù)據(jù)錄入Excel 2019軟件建立肝硬化腹水處方用藥數(shù)據(jù)庫,采用二分類變量形式錄入藥物信息,為確保信息錄入準確無誤,以兩名數(shù)據(jù)員交叉核對形式進行。

        2.5 檢索疾病相關靶點并獲取交集靶點 以“Liver cirrhosis ascites”“Cirrhotic ascites”“Liver ascites”為關鍵詞,檢索數(shù)據(jù)庫OMIM、GeneCards、DrugBank分別獲得102、1 992、49個與肝硬化腹水相關的疾病靶點,GeneCards數(shù)據(jù)庫獲得的靶點以Score值的中位數(shù)9.29進行篩選,剩余999個疾病靶點。將上述靶點進行整合并篩選重復靶點后,最終得到1 109個疾病靶點。以藥物、疾病靶點繪制Venn圖(圖2),獲得112個交集靶點。

        2.8 構建化學成分-靶點-通路圖并預測核心成分 為了更清晰地展示莪術-三棱化學成分、交集靶點與通路之間的關系,故構建網(wǎng)絡圖,見圖7,其中綠色為化學成分,黃色為靶點,紅色為通路。通過網(wǎng)絡圖可直觀看出,莪術-三棱對肝硬化腹水具有多途徑、多成分的作用機制。通過連接度(Degree),預測莪術-三棱治療肝硬化腹水的核心化學成分,主要為反式木甙酸、山奈酚、芒柄花素、油酸。

        2.1 兩組AECOPD患者血氣檢查結果 兩組AECOPD 患者血氣值比較,Pa02、PaCO2、pH 均有統(tǒng)計學差異,且患者病情與Pa02呈負相關,與PaCO2、PH 呈正相關,見表 1。

        2.7 GO生物富集分析與KEGG通路富集分析結果 采用DAVID數(shù)據(jù)庫對112個藥物-疾病交集靶點進行GO生物、KEGG通路富集分析。結果,得到生物學過程(BP)381個,主要包括凋亡過程的負調(diào)控、缺氧反應、細胞遷移的正調(diào)控、類固醇激素介導的信號通路等;得到細胞組分(CC)41個,主要包括胞質(zhì)及細胞外間隙、外泌體、外區(qū)等;得到分子功能(MF)94個,主要包括類固醇激素受體活性、相同的蛋白結合、酶結合、RNA聚合酶Ⅱ轉錄因子活性等;得到109條信號通路,主要包括癌癥途徑、癌癥中的蛋白聚糖、前列腺癌、催乳素信號通路等;分別選取BP、CC、MF中Pvalue值的前10個進行可視化處理,見圖5。選取KEGG通路中Pvalue值的前20條通路進行可視化處理,見圖6。

        根據(jù)大部分運行熱網(wǎng)的調(diào)研分析,并參照多數(shù)供熱企業(yè)的運營管理和考核模式,提出的工程后評價主要從供熱熱耗、水耗、電耗、熱費回收率、投訴率、群體事件共6個方面進行工程節(jié)能效益計算和綜合評定。

        目前ANSYS有限元計算軟件已得到成熟發(fā)展,其計算結果具有較高的可信度和準確性。因此以晉濟高速公路仙神河大橋150.07 m高的八邊形薄壁空心高墩為研究對象,利用ANSYS軟件強大的二次開發(fā)技術和熱分析功能,編制了薄壁空心高墩結構日照溫度場和溫差效應分析的專用程序,并結合實例驗證了二次開發(fā)成果的準確性。同時利用二次開發(fā)成果,對八邊形薄壁空心高墩在日照溫差荷載作用下的溫差效應進行了仿真分析,并得出有益的結論。

        3 討論

        肝硬化腹水屬于中醫(yī)內(nèi)科學里“風、癆、臌、膈”四大奇難雜癥之一,臨床上可出現(xiàn)腹部膨隆、脹大如鼓、皮膚色澤蒼黃、脈絡顯露的癥狀。目前認為氣滯、血瘀、水停腹中是其主要病機,病理性質(zhì)總屬本虛標實。《醫(yī)門法律》中提出:“脹病亦不外水裹、氣結、血瘀”,認為脹病之根不外乎癥瘕、積塊、痞塊。此病早期患者正氣尚存,邪氣瘀結不著,及時進行論治,可延緩病情甚則轉愈,若病情進展至后期,邪氣互結強盛,正氣耗傷于內(nèi),則預后較為兇險,腹水難以消除?,F(xiàn)代醫(yī)學的常規(guī)治療有一定療效,但腹水易反復,且易引發(fā)并發(fā)癥,隨著病情的發(fā)展,患者對利尿劑的應答情況持續(xù)下降,治療上更為棘手。長期實踐表明,中醫(yī)藥對延緩肝硬化腹水進展、改善患者臨床癥狀方面療效肯定,并可減輕患者經(jīng)濟負擔。因此通過對中醫(yī)藥的進一步研究,加強中西醫(yī)結合,對提高肝硬化腹水的療效有積極意義。

        本次研究通過數(shù)據(jù)挖掘,獲得139首中藥專利復方,涉及500種藥物,有19味藥物頻次到達20次及以上。其中以補虛藥、利水滲濕藥、理氣藥、活血化瘀藥為主,這種用藥規(guī)律符合肝硬化腹水的病機。關聯(lián)分析結果顯示,治療肝硬化腹水以活血化瘀藥、補虛藥與利水滲濕藥為主,其中補虛藥以補氣藥為主、利水滲濕藥以利水消腫藥為主,并配以理氣藥、化濕藥,如黃芪→丹參+大腹皮、白術→黃芪+丹參+茯苓,提示在治療肝硬化腹水時,除活血、行氣、利水外,應注重補氣藥的運用,補氣以通血脈,并根據(jù)氣、血、水三者側重點不同合理搭配用藥。因子分析結果顯示,共分為13大類公因子,以活血、行氣、利水藥為主,因子F2(木香、大黃、青皮、甘遂)以理氣藥搭配瀉下藥,提示可用通大便的方法攻逐水飲,且對肝性腦病防治有積極作用

        。通過關聯(lián)分析與因子分析結果提示,支持度、置信度、貢獻率最高的藥對為莪術、三棱,反映出在治療肝硬化腹水中使用活血化瘀法可能更為重要,正所謂:“血不利則為水”

        。莪術、三棱均為活血化瘀藥中的破血消癥藥,莪術入氣分偏于行氣,三棱入血分偏擅破血。莪術、三棱常相須配伍而用,出自于《經(jīng)驗良方》,具有破血行氣、消癥散積的功效,既活血又行氣,為活血化瘀中最常用的藥對。徐佳娜

        、趙曉威等

        用三棱莪術湯加減治療肝硬化腹水取得了較好的療效?,F(xiàn)代研究表明,莪術、三棱均具有抗血小板聚集、抗血栓形成及改變血流動力的作用

        。

        本研究通過網(wǎng)絡藥理學進一步分析莪術、三棱治療肝硬化腹水的機制,PPI網(wǎng)絡拓撲分析發(fā)現(xiàn),莪術、三棱治療肝硬化腹水的核心靶點有Alb、AKT1、MAPK1、IGF1、MMP9、EGFR、SRC、CASP3、MAPK8、ESR1。白蛋白(Alb)對肝硬化腹水具有重要的治療作用

        ,血清白蛋白丟失導致血漿膠體滲透壓下降是肝硬化腹水產(chǎn)生的主要機制之一,甚至可能是腹水形成的啟動因素

        。MiR-1296可通過絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(AKT1)抑制EMT(上皮-間質(zhì)轉化)和肝細胞癌的轉移,起到抗肝纖維化的作用

        。過表達胰島素樣生長因子I(IGF-1)可能通過調(diào)節(jié)核內(nèi)p53/早衰蛋白通路減輕肝損傷,緩解肝細胞衰老和肝纖維化

        ?;|(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP9)可以通過重塑和降解細胞外基質(zhì)影響慢性肝臟疾病的進程,且具有復雜的免疫調(diào)節(jié)作用

        。有研究發(fā)現(xiàn),提高表皮生長因子受體(EGFR)的表達能夠促進小鼠脂肪肝的再生及減少肝損傷

        。上述有關核心靶點研究表明,除了Alb靶點外,其余靶點可能通過抑制肝硬化的進程而間接起到治療肝硬化腹水的作用。

        分析莪術、三棱治療肝硬化腹水靶點網(wǎng)絡發(fā)現(xiàn),莪術、三棱中存在抑制腹水生成、延緩肝硬化進程、促進肝臟再生等多個核心靶點,故進一步行GO功能及KEGG通路分析。GO生物功能分析發(fā)現(xiàn),莪術、三棱存在對細胞凋亡過程的負調(diào)控、缺氧反應、細胞遷移的正調(diào)控、類固醇激素介導的信號通路的作用。在KEGG通路分析中發(fā)現(xiàn)癌癥通路、催乳素信號通路、PI3K-Akt信號通路、VEGF信號通路等。已有研究表明,抑制VEGF信號通路可下調(diào)EMT(上皮-間質(zhì)轉化)過程,并對腹水有一定療效

        。PI3K-Akt信號通路在細胞生理學中有著較為重要的影響,參與細胞生長、分化、代謝等過程(例如脂質(zhì)代謝、蛋白質(zhì)合成)

        。PI3K-Akt信號通路參與調(diào)節(jié)肝星狀細胞活化的多個過程及調(diào)節(jié)關鍵的炎癥細胞因子活化免疫細胞,對抑制肝纖維化的進展可發(fā)揮關鍵作用

        。預測莪術、三棱治療肝硬化腹水的主要化學成分有反式木甙酸、山奈酚、芒柄花素等。研究表明,山奈酚可顯著的抑制膠原蛋白的合成及肝星狀細胞的活化,進而減輕肝纖維化

        綜上所述,莪術、三棱對肝硬化腹水具有多途徑、多成分的作用機制,包括減少腹水生成、延緩肝病進程、保護肝功能等作用。莪術、三棱在治療肝硬化腹水中都發(fā)揮了破血、行氣的功效,可直接起到利水的作用,符合中醫(yī)治療鼓脹的治則。現(xiàn)代藥理學研究表明,莪術、三棱有多個靶點及通路參與肝纖維化、肝腫瘤細胞增長、肝細胞再生的過程,但目前缺少莪術、三棱直接作用于腹水的機制研究,后期仍需大量基礎實驗進行驗證。

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