摘要 目的：通過網絡藥理學方法分析益氣活血方治療冠心病的分子作用機制，并通過分子對接進行驗證。方法：通過中藥系統藥理學數據庫與分析平臺（TCMSP）和中藥分子機制的生物信息學分析工具數據庫（BATMAN-TCM）進行檢索并篩選出益氣活血方中的藥物活性成分及作用靶點；在人類基因名片數據庫（GeneCards）、人類孟德爾遺傳在線數據庫（OMIM）、藥品數據與藥物靶點數據庫（DrugBank）、治療靶點數據庫（TTD）檢索冠心病對應疾病靶點；通過R語言“Venn”插件得到藥物有效活性成分和冠心病的共同靶點基因，應用STRING數據庫，獲得蛋白質-蛋白質相互作用（PPI）網絡圖，利用Cytoscape 3.7.2軟件中CytoNCA插件篩選候選核心靶點基因，并逆向獲得相關有效成分；共同靶點通過R語言“ClusterProfile”等插件，完成基因本體（GO）與京都基因與基因組百科全書（KEGG）富集分析；Cytoscape 3.7.2軟件繪制成分-靶點-通路，根據節(jié)點篩選核心靶點及成分；利用AutodockTool 4軟件對所篩選的核心靶點及成分進行分子對接。結果：篩選得到益氣活血方113個主要有效成分，經分子對接驗證后，得到治療冠心病的核心靶點有熱休克蛋白90α家族A類成員1（HSP90AA1）、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶B1（AKT1）、雌激素受體1（ESR1）、核因子κB P65（RELA）和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3（CASP3），核心成分有槲皮素、山柰酚、木犀草素、異鼠李素和柚皮素。結論：益氣活血方中的槲皮素、山柰酚、木犀草素、異鼠李素和柚皮素等有效化學成分，可能通過作用于HSP90AA1、AKT1、ESR1、RELA和CASP3等關鍵靶點，調節(jié)脂質和動脈粥樣硬化、流體剪切應力和動脈粥樣硬化、晚期糖基化終末產物（AGE）/糖基化終末產物受體（RAGE）信號通路、前列腺癌和白細胞介素（IL）-17信號傳導途徑等多條信號通路，發(fā)揮治療冠心病的作用。

關鍵詞 冠心病；益氣活血方；網絡藥理學；分子對接；作用機制

doi：10.12102/j.issn.1672-1349.2024.13.002

The Mechanism of Yiqi Huoxue Formula for Treating Coronary Heart Disease Based on Network Pharmacology and Molecular Docking

WANG Kun， YANG Chuanhua， YANG Jie

Shandong University of Traditional Chinese Medicine， Jinan 250011， Shandong， China

Corresponding Author " YANG Jie， E-mail： sumuzheyangjie@163.com

Abstract Objective：The molecular mechanism of Yiqi Huoxue formula for the treatment of coronary heart disease were explored and studied by network pharmacology，and"" verified by the sub-docking.Methods：The active ingredients and targets of Yiqi Huoxue formula were screened by means of Traditional Chinese Medicine（TCM） Systematic Pharmacology Database and Analysis Platform（TCMSP） and Bioinformatics Analysis Tool for Molecular Mechanisms of Traditional Chinese Medicine（BATMAN-TCM）.Disease targets corresponding to coronary heart disease were searched in human GeneCards database（GeneCards），Online Mendelian Inheritance in Man database（OMIM），DrugBank，and Therapeutic Target Database（TTD）.The R language \"Venn\" plug-in was used to obtain the common target genes of drug active ingredients and coronary heart disease.The protein-protein interaction（PPI） network diagram was obtained by" STRING database.Cytoscape 3.7.2 software CytoNCA plug-in were used to select candidate core target genes，and the relevant active components were obtained in reverse.Common target through R language \"ClusterProfile\" and other plug-ins was used to perform enrichment analysis of Gene Ontology（GO） and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（KEGG）.Cytoscape 3.7.2 software drawed components-target-pathways and core targets and components were selected by node.AutodockTool 4 software was used for molecular docking of the selected core targets and components.Results：A total of 113 main effective components of Yiqi Huoxue formula were screened.After molecular dock-validation，the core targets for the treatment of coronary heart disease were identified as heat shock protein 90 alpha family class a member 1（HSP90AA1），serine/threonine protein kinase B1（AKT1）， estrogen receptor 1（ESR1）， nuclear factor κB P65（RELA），and Caspase-3（CASP3）.The core components were quercetin，kaempferol，luteolin，isorhamnetin，and naringenin.Conclusion：The active chemical components of quercetin，kaempferol，luteolin，isorhamnetin，and naringenin in Yiqi Huoxue prescription may act on key targets such as HSP90AA1，AKT1，ESR1，RELA，and CASP3.It regulates several signaling formula such as lipid and atherosclerosis，fluid shear stress and atherosclerosis，advanced glycation end-product（AGE）/receptor for advanced glycation end products（RAGE） signaling pathway，prostate cancer，and interleukin（IL）-17 signaling pathway，to play some rome for the treatment of coronary heart disease.

Keywords coronary heart disease; Yiqi Huoxue formula; network pharmacology; molecular docking; action mechanism

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（coronaryatherosclerotic heart disease，CHD）系指冠狀動脈粥樣硬化引起血管腔狹窄、阻塞，心肌缺血缺氧甚至壞死的心臟病，簡稱冠心病。流行病學調查顯示，從20世紀90年代開始，冠心病就一直位于疾病相關死亡率的第1位［1］。目前，我國約3.3億人罹患有心血管疾病，其中冠心病人數高達1 139萬人，且日漸年輕化［2］，若不控制，2030年我國冠心病患病率將比2000年增加3.7倍［3-4］。冠心病的治療方式主要有藥物和手術等。藥物治療以穩(wěn)定斑塊、擴張血管為主，遠期療效一般；手術治療有藥物球囊、冠狀動脈支架等方式，但因為手術禁忌證和術后并發(fā)癥等原因［5-6］，尋求安全有效的治療冠心病的療法已成為亟待解決的難題。

冠心病歸于中醫(yī)學“胸痹”“心痛”范疇，《金匱要略·胸痹心痛短氣病脈證治第九》有云：“夫脈……陽微陰弦，即胸痹而痛”，首次提出胸痹病“陽微陰弦”，關前為陽，陽微為不及，主胸陽不振；關后為陰，陰弦為太過，主陰邪反盛。上焦陽氣的虛衰導致了機體內陰寒邪氣的上竄，阻滯胸中陽氣的舒展和運行，發(fā)為胸痹，病機關鍵是本虛標實［7］。吳蕓等［8］研究發(fā)現，血瘀和氣虛兩種證型在冠心病發(fā)病中最為常見。在治療時行益氣活血之法，可起到良好療效［9］。

益氣活血方在參脈散基礎上化裁，加益氣活血等藥物，由黃芪、黨參、麥冬、五味子、當歸、川芎、水蛭、茯苓、香附、郁金、細辛和海風藤共計12味中藥組成，切中病機，具有益氣養(yǎng)陰、活血宣痹、行氣止痛之功效，但其作用機制尚不明確。因此，本研究采用網絡藥理學和分子對接的方法，探究益氣活血方治療冠心病的分子作用機制，為進一步研究提供理論依據。

1 資料與方法

1.1 建立益氣活血方活性成分及靶點數據庫

利用中藥系統藥理數據庫和分析平臺（TCMSP，http：//lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php）檢索益氣活血方中的黃芪、黨參、五味子、當歸、川芎、茯苓、香附、郁金、細辛、海風藤10味藥物的化學成分，并以口服利用度（OB）≥30%，類藥性（DL）≥0.18為篩選條件，篩選出具有較高活性的化學成分及其對應的靶點，對于TCMSP數據庫中未記錄的中藥麥冬和水蛭，則在中藥分子機制的生物信息學分析工具數據庫（BATMAN-TCM，http：//bionet.ncpsb.org.cn/batman-tcm/）中查找，設置score cutoff≥20且adjusted P-value＜0.05獲取其相關有效成分及對應靶點。合并數據去重后，經通用蛋白質數據庫（UniProt，https：//www.uniprot.org/）對益氣活血方中成分的蛋白質靶點進行規(guī)范化處理。

1.2 建立冠心病靶點數據庫

以“acute coronary syndrome”“chronic myocardial ischemia”為檢索詞，通過人類孟德爾遺傳在線數據庫（OMIM，https：//omim.org/）、人類基因名片數據庫（GeneCards，https：//www.genecards.org/）、治療靶點數據庫（TTD，https：//db.Idrblab.org/ttd/）、藥品數據與藥物靶點數據庫（DrugBank，https：//go.drugbank.com/）進行檢索、合并及去重，為了確保冠心病靶點的準確性，GeneCards數據庫設置relevance score≥10，標準化后獲得冠心病靶點數據庫。

1.3 篩選共同靶點及蛋白質-蛋白質相互作用（PPI）網絡構建

將冠心病靶點和益氣活血方靶點運用R語言Venn包分析，篩選出二者的共同靶點，并導入STRING數據庫，構建PPI網絡，物種設置homo sapiens，蛋白最低相互作用閾值設為highest confidence＞0.9，結果導入Cytoscape 3.7.2軟件，根據CytoNCA插件計算出的中間中心性（BC）、緊密中心性（CC）、度中心性（DC）、特征向量中心性（EC）、局部平均連通性（LAC）、網絡中心性（NC）均高于中位值進行兩次篩選，得到候選核心靶點。

1.4 基因本體（GO）功能與京都基因和基因組百科全書（KEGG）通路富集分析

將冠心病和益氣活血方共有靶基因運用R語言中ClusterProfile等插件進行GO功能及KEGG通路富集分析。

1.5 構建“成分-靶點-通路”網絡圖

基于候選核心靶基因蛋白逆向獲得對應的有效成分，選取KEGG富集的前20條通路，導入Cytoscape 3.7.2軟件繪制“成分-靶點-通路”網絡圖，根據Degree值篩選排名前5位的有效成分和靶點。

1.6 分子對接驗證核心靶點與有效成分

從蛋白質結構數據庫（RCSB-PDB，https：//www.rcsb.org/）下載核心靶蛋白的3D結構模式，保存為“PDB”格式文件，導入PyMOL 2.5.2軟件中進行脫水和配體分離。同時，從有機小分子生物活性數據庫（PubChem，https：//pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/）下載配體小分子的2D結構，通過Chembio Office軟件將關鍵成分處理為mol2格式文件。采用AutoDock-Tools-1.5.7軟件進行對受體蛋白和配體小分子進行添加非極性氫、計算蛋白質結構的電荷、搜索配體分子的可旋轉化學鍵等前期工作，并輸出為“PDBQT”格式文件。根據受體與配體的結構大小設定合適的對接盒子及對接參數，采用AutoDockTools 1.5.7軟件進行分子對接分析。最后選取部分較好的對接結果在PyMOL中進行可視化分析。分子對接結合能負值越高的受體分子在對接構象中越穩(wěn)定。

2 結 果

2.1 益氣活血方活性成分篩選

通過TCMSP、BATMAN-TCM數據庫檢索益氣活血方有效成分，包括黃芪20種，黨參21種，麥冬22種，五味子8種，當歸2種，川芎7種，水蛭15種，茯苓15種，香附18種，郁金15種，細辛8種，海風藤21種，共172種有效成分。其中，黃芪4種，黨參4種，麥冬4種，川芎1種，水蛭2種，茯苓9種，香附2種，郁金12種，海風藤3種無對應靶點信息，刪除合并后，去除重復成分16種，獲得115種有效成分，對應靶點經UniProt數據庫規(guī)范化處理、匯總及去重后，刪除黃芪1種，五味子1種有效成分，最終獲得113種有效成分，722個對應靶點。詳見表1。

2.2 冠心病疾病靶點數據獲取

從OMIM、GeneCards、DrugBank、TTD數據庫中獲得冠心病疾病靶點3 139個；經過匯總、去重及標準化校正后，獲得益氣活血方作用靶點2 007個，運用R語言Venn包繪制疾病靶點Venn圖。詳見圖1。

2.3 篩選共同靶點及PPI網絡構建

將2 007個冠心病疾病靶點與722個益氣活血方成分作用靶點進行交會，獲得282個共同靶點，見圖2。將共同靶點導入STRING數據庫，種類設為“homo sapiens”，置信度設為highest confidence＞0.9，獲得的PPI導入Cytoscape 3.7.2軟件，篩選處理后結果見圖3。CytoNCA插件分析后獲得關鍵靶基因22個，見圖4，分析條件見表2。

2.4 GO生物富集分析與KEGG通路富集分析

將282個共同靶點導入R version 4.1.1軟件中運用 ClusterProfile等插件以P -value Cutoff＜0.05，q -value Cutoff＜0.05為篩選條件，獲得330個GO功能富集條目，2 930個生物學過程、120個細胞成分及251個分子功能，172條KEGG信號通路，根據富集顯著性選取展示。選擇GO生物富集分析的10條結果繪制柱狀圖，詳見圖5。結果顯示，益氣活血方主要影響藥物反應、氧化應激反應、活性氧代謝過程、營養(yǎng)水平反應及細胞外刺激反應等生物學過程；對細胞成分的影響主要在膜筏、膜微區(qū)、囊腔、漿膜筏及膜小凹等部位；通過參與四吡咯結合、血紅素結合、核受體活動、配體激活的轉錄因子活性及單氧酶活性等方面影響分子功能。信號通路主要涉及脂質和動脈粥樣硬化、流體剪切應力和動脈粥樣硬化、晚期糖基化終末產物（AGE）/糖基化終末產物受體（RAGE）信號通路、前列腺癌和白細胞介素（IL）-17信號傳導途徑等信號通路，提示益氣活血方可能通過這些通路發(fā)揮治療冠心病的作用。詳見圖6。

2.5 構建“成分-靶點-通路”網絡圖

基于候選核心靶基因蛋白逆向獲得對應的有效成分，共計54種，選取KEGG富集的前20條通路，導入Cytoscape 3.7.2軟件得到具有96個節(jié)點、367條邊的“成分-靶點-通路”網絡圖，藍色三角形表示有效成分，綠色向下箭頭表示KEGG通路，黃色方塊表示候選核心靶點。詳見圖7。通過對網絡分析發(fā)現，在靶點排序中Degree值排名前5位的靶點分別是熱休克蛋白90α家族A類成員1（HSP90AA1）、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶B1（AKT1）、雌激素受體1（ESR1）、核因子κB P65（RELA）和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3（CASP3）。在有效成分的Degree值排序中，前5位的有效成分分別是槲皮素、山柰酚、木犀草素、異鼠李素和柚皮素，提示這些成分與靶點可能是益氣活血方治療冠心病的核心成分與靶點。

2.6 分子對接結果

根據篩選得到核心靶蛋白HSP90AA1、AKT1、ESR1、RELA和CASP3，核心有效成分槲皮素、山柰酚、木犀草素、異鼠李素和柚皮素，對接結果顯示，各靶點與活性成分的對接結合能均＜－20.9 kJ/mol，說明受體蛋白與配體小分子之間均存在良好的結合活性［10］，ESR1靶蛋白與各有效成分結合程度最優(yōu)。詳見圖8、表3。

3 討 論

冠心病是由于冠狀動脈發(fā)生粥樣硬化導致管腔狹窄、閉塞，引發(fā)心肌缺血缺氧的心臟?。?1］。王麗萍［12］研究發(fā)現，冠心病的差異表達基因主要涉及血管內皮功能損傷、冠狀動脈斑塊形成、炎癥等方面，與本研究結果一致。

益氣活血方中黃芪為君藥，性甘、溫，可補氣的同時起到行血之功，亦能升氣，善治胸中大氣下陷。雖心主血脈，而肺朝百脈，補肺清心，則氣充脈養(yǎng)，故以黨參、麥冬、五味子益氣養(yǎng)陰，使得氣復津生。當歸、川芎活血行氣，水蛭苦、咸，歸肝經，有逐瘀之功效，此六藥為臣藥，與黃芪同用共奏補氣活血之功。細辛與川芎、當歸同用，可活血化瘀、行氣止痛，兼以茯苓、香附、郁金健脾寧心解郁，行氣活血止痛，為佐藥。海風藤為使藥，可行經絡，活血脈。諸藥合用治療冠心病，可有效緩解病人癥狀，療效顯著，臨床有效率可達80%。

本研究采用網絡藥理學的方法對益氣活血方防治冠心病的作用靶點和相關通路進行挖掘，探究其可能的分子機制。通過PPI網絡分析和“成分-靶點-通路”圖篩選出益氣活血方治療冠心病的5個核心成分與5個核心靶點，并通過分子對接對其相關分子機制進行了初步驗證。通過“成分-靶點-通路”圖，分析得出槲皮素、山柰酚、木犀草素、異鼠李素和柚皮素可能為益氣活血方治療冠心病的核心成分。槲皮素具有抗炎、抗氧化、降血壓、降血脂及免疫調節(jié)的作用［13］。研究發(fā)現，槲皮素可升高小鼠內源性抗氧化劑的水平，減少活性氧（ROS）的產生，可起到逆轉心肌肥大、改善心功能的作用［14］。顧媛媛等［15］研究發(fā)現，槲皮素一方面可以降低心肌氧化應激水平，另一方面在急性冠脈綜合征的治療中，可以改善由缺血造成的心肌損害。槲皮素還可治療穩(wěn)定性冠心病，具體機制為減弱核因子-κB（NF-κB）的轉錄活性［16］。山柰酚在脂質代謝過程中，可以抑制其過氧化的過程，并且有效去除超氧化物陰離子［17］，在炎癥和氧化應激方面，還可以一定程度上降低血管緊張素Ⅱ的誘導作用，從而有效預防心臟重塑的發(fā)生［18-19］，對高血糖造成的心臟纖維化和凋亡也可起到預防作用［20］。木犀草素具有抗炎、抗氧化等作用［21-22］。鄒小艷等［23］在對大鼠離體心肌缺血/再灌注損傷模型的研究中發(fā)現，木犀草素和山柰酚具有縮小心肌梗死面積，增加冠狀動脈的血流量等作用，并且在一定程度上改善缺血/再灌注損傷后的左心室收縮功能。異鼠李素是黃酮類化合物，研究發(fā)現其不僅可抑制血小板在血管內的聚集、擴張冠狀動脈，還能改善機體內的脂質代謝，降低血脂［24］。王婷婷等［25］研究發(fā)現，異鼠李素可通過上調沉默信息調節(jié)因子6（SIRT6）表達水平，減少巨噬細胞中脂滴數目，抑制泡沫細胞形成，并且在動脈粥樣硬化斑塊的發(fā)生發(fā)展過程中，減小脂質核心區(qū)域形成的面積，增加其穩(wěn)定性，進而防止斑塊的脫落等。李磊等［26］研究表明，柚皮素不僅可顯著減輕心肌細胞的炎癥反應，還可增強心肌細胞活性，修復細胞損傷。

通過PPI和“成分-靶點-通路”的分析，表明HSP90AA1、AKT1、ESR1、RELA和CASP3可能是益氣活血方治療冠心病的核心靶點。近年來研究顯示，熱休克蛋白家族的成員HSP90AA1，不僅負責保護細胞膜的穩(wěn)定［27］，還可在心肌缺血/再灌注的初期，通過多種作用機制抑制mPTP開放，減輕心臟損傷［28］。AKT1為磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）信號通路中的核心因子，參與代謝、增殖、血管生成等多種生物過程［29］。AKT1的過度表達可對血管內膜的重塑產生不利影響［30］。Sun等［31］研究證實，ESR1基因的變異與冠心病的風險之間密切相關，且與吸煙、飲酒及糖尿病等相關。RELA基因編碼蛋白質RelA是NF-κB的一個亞單位，對其轉錄激活的過程中，可以起到精細調控作用，貫穿炎癥反應的發(fā)生發(fā)展［32］。作為機體主要凋亡因子的CASP3，在半胱天冬酶家族發(fā)揮凋亡作用中起關鍵作用［33］，在缺血再灌注損傷病理過程中啟動細胞凋亡程序，加重機體損傷，抑制其表達可減輕再灌注損傷［34］。相關研究發(fā)現，CASP3抑制劑可以有效抑制兔體外循環(huán)心肌細胞的凋亡，推測下調CASP3的表達，可減輕心肌細胞的氧化損傷［35-36］。

GO功能和KEGG通路富集分析結果顯示，益氣活血方有效成分可能參與對藥物反應、氧化應激反應、活性氧代謝過程、營養(yǎng)水平反應及細胞外刺激反應等生物學過程，在膜筏、膜微區(qū)、囊腔、漿膜筏及膜小凹等部位，發(fā)生四吡咯結合、血紅素結合、核受體活動、配體激活的轉錄因子活性及單氧酶活性等分子反應，進而調控脂質和動脈粥樣硬化、流體剪切應力和動脈粥樣硬化、AGE/RAGE信號通路、前列腺癌和IL-17信號傳導途徑等通路，發(fā)揮治療冠心病的作用。從病理學上來說，動脈粥樣硬化是冠心病的病理基礎，血脂代謝的異常是其初始因素，從發(fā)病原因上來講，主要是脂質代謝的異常，導致了血脂在血管內的異常堆積，堵塞了冠狀動脈，在造成其狹窄的同時減少了流經的血流量，造成心臟供血不足，能量代謝異常，最終導致心肌細胞功能的障礙和器質性的損傷［37］。高穎等［38-39］研究發(fā)現，冠心病人群體內低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）、三酰甘油（TG）水平相較于正常人群顯著增高，高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）水平相較于正常人群降低。Siasos等［40］研究發(fā)現，在冠心病早期，微血管和心外膜內皮功能障礙與局部低流體剪切應力存在密切關聯。AGE/RAGE信號通路與機體內活性氧的產生具有密切的關系，異常的激活可破壞細胞以及組織正常的氧化還原平衡狀態(tài)，在經過一系列的連鎖反應后，可誘導細胞壞死、凋亡，從而造成或加重血管的損傷［41］。AGE在體內不僅可以造成血管壁通透性增加，誘導其舒張功能發(fā)生障礙，還可以令血小板發(fā)生異常的聚集，阻塞冠狀動脈，促使動脈粥樣硬化的發(fā)生［42-43］，RAGE與細胞炎癥反應和活性氧的產生息息相關，異常激活可加重血管的損傷［44-45］。疾病之間的發(fā)生和發(fā)展，往往具有共通性，根據通路分析發(fā)現，冠心病的發(fā)生發(fā)展與糖尿病以及前列腺疾病之間有著密切的關聯，或與不良的生活方式和飲食習慣等因素相關，若不及時進行調控，可引起其他相關臟器的病理改變，提示在治療冠心病時應具有整體觀念、綜合調治，而中藥復方因其具有的多靶點、多功效的治療特色，對于復雜疾病的診治有著得天獨厚的優(yōu)勢。研究表明，抑制IL-17的表達，在冠心病病人的疾病進程中可以起到延緩的作用［46］。張良［47］研究發(fā)現，Th17/IL-17可使小鼠主動脈內皮細胞細胞周期中G0/G1期細胞比例，同時減少S期細胞比例，誘導小鼠內皮細胞的衰老。

本研究運用網絡藥理學方法，探討了益氣活血方治療冠心病的化學成分、關鍵靶點、生物過程及通路等。結果顯示，益氣活血方中的槲皮素、山柰酚、木犀草素、異鼠李素和柚皮素等有效化學成分，可能通過作用于HSP90AA1、AKT1、ESR1、RELA和CASP3等關鍵靶點，調節(jié)脂質和動脈粥樣硬化、流體剪切應力和動脈粥樣硬化、AGE/RAGE信號通路、前列腺癌和IL-17信號傳導途徑等多條信號通路治療冠心病?？紤]到本研究主要基于數據分析開展，存在局限性，故后續(xù)可通過生物學實驗等方式對益氣活血方治療冠心病的具體作用機制展開驗證。

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（收稿日期：2024-03-29）

（本文編輯鄒麗）

基金項目 國家自然科學基金面上項目（No.82374385）；“泰山學者青年專家”（No.tsqn202211352）

通訊作者 楊潔，E-mail：sumuzheyangjie@163.com

引用信息 王琨，楊傳華，楊潔.基于網絡藥理學及分子對接探討益氣活血方治療冠心病的作用機制［J］.中西醫(yī)結合心腦血管病雜志，2024，22（13）：2312-2321.