基于關聯規則挖掘的白細胞減少癥方藥規律分析

崔樹娜，胡雪琴，溫先榮．揚州大學醫學院中西醫結合學系，江蘇 揚州 500；．中國中醫科學院中醫藥信息研究所，北京 00700

基于關聯規則挖掘的白細胞減少癥方藥規律分析

崔樹娜1，胡雪琴2＊，溫先榮2
1．揚州大學醫學院中西醫結合學系，江蘇 揚州 225001；2．中國中醫科學院中醫藥信息研究所，北京 100700

目的 通過關聯規則的方法對治療白細胞減少癥的方藥規律進行分析，為選取適當中藥或中藥有效成分進行藥理機制研究提供重要指導。方法 以“白細胞減少”為關鍵詞，從《中醫臨床診療文獻數據庫》中收集數據。對數據進行描述性分析，并通過關聯規則分析探討藥物配伍。結果 中醫治療白細胞減少癥前20種藥物中，最多的是補虛藥（17種），其次為活血化瘀藥（2種）、利水滲濕藥（1種）；前三位分別為黃芪（416次），當歸（322次），雞血藤（258次）。由關聯規則分析得出，前三種關聯規則為：熟地黃、補骨脂、雞血藤=＞當歸；熟地黃、補骨脂、雞血藤、黃芪=＞當歸；黨參、當歸、熟地黃、白術=＞黃芪。3~5味中藥的頻繁項集分別是：當歸、雞血藤、黃芪（3味藥）；當歸、補骨脂、雞血藤、黃芪（4味藥）；當歸、甘草、補骨脂、雞血藤、黃芪（5味藥）。結論 根據用藥頻次統計及數據挖掘發現中醫治療白細胞減少癥的基本思路是從補肝脾腎之虛來論治。

白細胞減少癥；中藥方劑；關聯規則

白細胞減少癥為常見的血液病，可發于任何年齡，白細胞減少可導致機體免疫下降，誘發機會致病菌感染，甚至危及生命[1-2]。目前西藥臨床療效不盡人意[3]。中醫在治療上有著獨特的優勢和豐富的臨床經驗，但是還沒有相應系統的整理和挖掘[4-5]。

數據挖掘技術通過從已存的數據庫中的大量數據中選取合適的數據，進行數據處理、轉換等工作，再進行數據挖掘與結果評估等一系列過程，從而發現未知的新事實[6]。目前對于白細胞減少癥尚未見利用數據挖掘技術來探索方藥規律的報道。因此，希望通過對方藥規律的挖掘，為選取適當中藥或中藥有效成分進行藥理機制研究提供重要指導。

1 材料與方法

1.1 數據收集

本研究數據來源于中國中醫科學院中醫藥信息研究所研制開發的《中醫臨床診療文獻數據庫》。該庫用人工摘錄的方式從中醫臨床文獻中收集病例采集人群、疾病證候、方劑、中藥相關信息。中醫藥臨床文獻的選擇標準：研究對象為人類，文獻類型包括臨床試驗、對照試驗、隨機對照試驗、Meta分析等。排除標準：綜述、經驗總結、理論探討、實驗研究等。以“白細胞減少”及“中醫藥”為關鍵詞在《中醫臨床診療文獻數據庫》中檢索，時間跨度1998-2008年，共納入有效文獻678篇。

1.2 數據挖掘

1.2.1 描述性分析 準備工作包括數據準備及清理。數據準備及清理主要是將同種中藥的不同名稱統一及對重復文獻進行篩選，再用 Access建立數據庫。其次，各藥使用頻率為該中藥的使用次數與所有方劑里全部中藥的總數之比。

1.2.2 關聯規則挖掘 采用SAS 9.2 for Windows 中的 Enterprise Miner模塊為挖掘工具來探討方劑配伍。關聯是指兩個或多個變量的取值之間存在某種規律性。關聯規則具有如下兩個重要的屬性：支持度：P(A∪B)，即A和B這兩個項集在事務集D中同時出現的概率。置信度：P(B｜A)，即在出現項集 A的事務集D中，項集B也同時出現的概率。

1.3 數據規范

包括補充缺失數據，刪除錯誤數據，并根據中國中醫科學院中醫藥信息研究所編寫的《中醫藥主題詞表》和《中醫藥標準表》對方劑名稱、中藥名稱、疾病名稱和證候名稱進行規范。

2 結果

2.1 方劑分析

對678篇文獻進行統計，共涉及方劑376首。其中，升白湯185次（49.2%）；當歸補血湯24次（6.38%）；驢膠補血沖劑23次（6.12%），結果見表1。

表1 使用前10位的方劑名及頻次

2.2 用藥分析

有效文獻中共有290味中藥。使用前20個高頻中藥分別為黃芪、當歸、雞血藤、白術、黨參、枸杞子、女貞子、甘草、熟地黃、補骨脂、茯苓、黃精、白芍、菟絲子、何首烏、阿膠、大棗、人參、山藥、淫羊藿。從藥味看，補骨脂、白芍、淫羊藿以辛、苦、酸為主味，其他均以甘味為主。從藥性看，無大寒、大熱藥物；寒性藥物有白芍、女貞子；平性藥物有黨參、枸杞子、茯苓、黃精、阿膠、山藥、甘草；微溫藥物有人參、熟地黃、黃芪、菟絲子；溫性藥物有當歸、雞血藤、白術、補骨脂、何首烏、大棗、淫羊藿。從歸經看，心、肝、脾、胃、肺、腎六經均有分布，以肝、腎、脾三經為主（見圖1）。從藥物類別看，以補虛藥為主（17種），活血化瘀藥次之（2種），結果見表2。

圖1 20味高頻中藥歸經頻數

表2 高頻中藥用藥頻次、性味歸經及類別

2.3 高頻組合中藥用藥特點分析

本研究采用關聯規則挖掘，設定支持度最小閾值為0.014，置信度最小閾值為0.8，相關度1.0，通過頻繁項集挖掘找到中藥的高頻組合，通過關聯規則挖掘出中藥之間的強關聯關系。通過頻繁項集挖掘，前10位的頻繁項集有當歸、黃芪；雞血藤、黃芪；白術、黃芪；當歸、雞血藤；黨參、黃芪等。藥物配伍以補氣活血為主，其中最常用的為當歸、黃芪（見表3）。

表3 方藥頻繁項集挖掘結果

置信度最高的組合是熟地黃、補骨脂、雞血藤=＞當歸，置信度為100%，說明在熟地黃、補骨脂、雞血藤出現的時候，當歸出現的幾率是100%（見表4）。

表4 關聯規則挖掘結果

2.4 小處方組合統計

使用關聯規則的 Apriori算法得出支持度前 10位的小處方，表示這些中藥組合的頻次出現最多（見表5）。這些小處方是基于臨床文獻數據篩選出來的，可供臨床、藥理、藥化研究者參考。

表5 支持度前10位的小處方（3～5味中藥的頻繁項集）

3 結論

本研究結果顯示，在治療白細胞減少癥時，多采用補虛藥配合活血藥，其中補虛藥多以補益肝脾腎為主。中醫學認為,脾胃為后天之本，運化水谷，化生氣血，脾虛則氣血生化無源；腎藏精，主骨生髓，為先天之本，腎精虛則髓不能滿，血不能化生，故而表現出氣血損傷、脾胃虛弱、肝腎虧虛等證候[3]。用黃芪、白術、茯苓等健脾益氣，使脾氣健運則氣血生化有源；用枸杞子、菟絲子、女貞子等滋補腎精，使腎精充足；用甘草、大棗、阿膠、雞血藤益氣養血，既益后天之脾胃，又固先天之腎精。使用頻率較高的藥對為當歸、黃芪；雞血藤、黃芪；白術、黃芪等，也充分體現了補氣活血的思路。

從現代藥理研究來看，當歸多糖能促進造血干細胞和造血祖細胞的增殖分化，直接或間接地誘導、激活造血微環境中的巨噬細胞、成纖維細胞、淋巴細胞等，從而產生造血效應[7-8]。雞血藤中的兒茶素類化合物（兒茶素、表兒茶素、沒食子兒茶素）、芒柄花素、間苯三酚及丁香酸，具有一定的促進造血細胞增殖的作用，其中兒茶素的刺激增殖活性最強，其可通過誘導白細胞介素-6（IL-6）和GM-CSF mRNA的表達，促進正常小鼠骨髓細胞進入增殖周期[9]；雞血藤總黃酮可促進IL-3的分泌及調節促紅細胞生成素（EPO）水平[10-11]。女貞子醇提物及其活性成分齊墩果酸均能對抗環磷酰胺致白細胞數下降[12]。阿膠能夠促進機體造血干細胞的增殖和分化，有效改善環磷酰胺誘導的白細胞減少，增加骨髓細胞的增殖指數、造血干細胞的百分率，升高血清中的IL-3和GM-CSF的含量[13]。

本文通過關聯規則挖掘得出中藥治療白細胞減少癥的一些藥物組合規律，這些規律還需要臨床專家進一步解釋和驗證，這也將成為本課題組今后研究工作的方向。研究中藥治療白細胞減少癥的方藥規律不僅可以為臨床醫生提供有意義的參考，也對深入研究中藥升高白細胞作用分子機制有重要的參考意義。

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Determining the Effects of Chinese Medicine on Leucopenia as Through Association Rules Mining

Cui Shuna1, Hu Xueqin2*, Wen Xianrong2
(1. Department of Integrated Chinese and Western Medicine, Medical College of Yangzhou University, Jiangsu Yangzhou 225001, China; 2. Information Institute of Traditional Chinese Medicine, China Academy of Chinese Medicine Sciences, Beijing 100700, China)

ObjectiveTo analyze the association rules of Chinese drug compatibility used for leucopenia treatment and provide the some informational guidance for the experimental study of Chinese medicine on the leucopenia.MethodsData collected from Chinese Clinical treatment database by using leucopenia as keyword. The data were analyzed by descriptive study, and then analyzed the hidden patterns by association rules methods.Results20 kinds of Traditional Chinese Medicine (TCM) used most frequently in treating leukopenia belong to three different categories. Arranged in decreasing order of frequency, they are tonics, drug for invigorating blood circulation and eliminating stasis and drugs for eliminating dampness. Huangqi, Danggui and Jixueteng are used most frequently. The top 3 association rules patterns are Shudihuang, Buguizhi, Jixueteng => Danggui; Shudihuang, Buguzhi, Jixueteng, Huangqi => Danggui; Dangshen, Danggui, Shudihuang, Baizhu => Huangqi. Three to five frequent item sets are Danggui, Jixueteng, Huangqi(three drugs); Danggui, Buguizhi, Jixueteng, Huangqi(four drugs); Danggui, Gancao, Buguzhi, Jixueteng, Huangqi(five drugs). Conclusion To treat the deficiency of spleen and kidney is the basic idea of TCM treating leucopenia disease.

Chinese medicine formula; leucopenia; association rules

*通訊作者：胡雪琴，副研究員，研究方向：中醫藥信息學。E-mail: huxq@mail.cintcm.ac.cn

10.3969/j.issn.2095-5707.2014.01.008

江蘇省中醫藥局科技項目（LZ13248）；江蘇省高校自然科學研究項目（13KJB310022）；揚州大學高層次人才科研啟動基金（0474910015683）；中國博士后基金（2013M541741）；中國中醫科學院基本科研業務費自主選題項目（ZZ070323）

崔樹娜，講師，研究方向：中藥藥理學。E-mail: sncui@yzu.edu.cn

2013-10-24，編輯：季巍巍）