基于聚類分析的2型糖尿病中醫證候規律研究

鞏　璇，馬建偉，董　靜，支　艷，張　蕾，楊玉新

·論著·

基于聚類分析的2型糖尿病中醫證候規律研究

鞏璇，馬建偉，董靜，支艷，張蕾，楊玉新

[摘要]目的應用聚類分析及主成分分析探討2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)中醫臨床證候的分布規律及各證候的主次癥，從而為臨床辨證提供客觀依據。方法選取我院中醫科、內分泌科T2DM患者233例，收集其四診信息，對四診信息頻數≥10%的54個癥狀做變量進行聚類分析，歸納出T2DM的中醫證候類型。對各證候的癥狀、體征、舌脈等進行主成分分析，從而得到各癥狀對該證候的貢獻度，以此判定各證候的主癥與次癥。結果233例T2DM患者四診信息通過聚類分析后最終聚為5類，分別為脾腎氣虛證、肝腎陰虛證、陰虛熱盛證、氣陰兩虛夾痰濕證、陽虛血瘀證。并在此基礎上通過主成分分析初步明確了各證型的主次證。結論T2DM可分為5個證候類型，其中以脾腎氣虛證居多。采用聚類分析、主成分分析等統計學方法對T2DM進行證候學研究具有一定的臨床意義。

[關鍵詞]糖尿病,2型；辨證分型;聚類分析;主成分分析

[DOI]10.3969/j.issn.2095-140X.2015.08.006

糖尿病(diabetes mellitus， DM)是由于胰島素分泌絕對或相對不足，以及機體靶組織或靶器官對胰島素敏感性降低引起的一組以慢性血糖水平增高為特征的代謝性疾病[1]。中醫藥在改善DM臨床癥狀、防治DM相關并發癥、提高患者生存質量等方面都表現出明顯的優勢[2]。有研究表明，具有典型“三多一少”癥狀者僅占DM患者20%左右[3]。因為DM患者自然病程的改變，加之部分患者常在體檢或出現并發癥后才被診斷，使得臨床證型與傳統的分型不一致。因此，開展DM中醫證候學調查有一定的現實意義。聚類分析是一種無指導的探索性多元統計方法，具有一定的科學性和客觀性[4]，為2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus， T2DM)中醫證型標準化、規范化提供客觀依據。

1對象與方法

1.1研究對象采用橫斷面、前瞻性的現場調查研究方法，調研對象來自2013年6月—12月空軍總醫院中醫科、內分泌科門診及住院T2DM患者。共收集符合要求患者233例，其中男152例(65.2%)，女81例(34.8%)；年齡33~85(59.00±11.65)歲。

1.2診斷標準①西醫診斷標準：采用1999年WHO T2DM診斷標準[5]。②中醫診斷標準：T2DM中醫診斷和辨證分型依據“消渴病辨證診斷參考標準”[6]、“中醫臨床診療術語·證候部分”[7]為標準診斷，并由2名具有副高以上職稱臨床醫師，結合專業知識概括總結每個類別對應的證型。

1.3納入標準①符合T2DM西醫診斷標準；②年齡18～85歲；③意識清醒，生命體征平穩；④簽署知情同意書。

1.4排除標準①惡性腫瘤、肝腎疾病及甲狀腺病；②肝炎、結核等傳染病；③成人遲發性自身免疫性糖尿病(latent autoinunune diabetesin adults, LADA)及1型DM；④妊娠糖尿病、肝源性糖尿病、繼發性糖尿病(應激性高血糖，內分泌疾病如肢端肥大癥、庫欣綜合征，藥物或化學物誘導血糖升高等)；⑤糖尿病非酮癥性高滲綜合征、糖尿病酮癥酸中毒；⑥精神疾病。符合以上1條者即予以排除。

1.5研究方法參照第7版《中醫診斷學》[8]、“糖尿病中醫藥防治指南”(2007版)[9]，選取DM相關證候78個，其中癥狀或體征(病征)45個，舌脈33個。設計《糖尿病中醫證候臨床調查表》進行四診信息數據采集。由筆者在2名副高以上職稱臨床專家指導下進行臨床癥狀采集。癥狀、體征按無、輕、中、重4個等級,分別計為0、1、2、3分；舌脈按有無記分，有記1分，無記0分。采用數據雙錄入方法將數據輸入Excel 2003數據庫中，輸入完成后交叉核對，確保數據準確。

1.6統計學方法應用SPSS18.0 進行統計，①一般計數資料進行頻數統計分析；②癥狀、體征、舌脈等四診信息進行聚類分析，歸納出T2DM中醫證候類型；③將聚類后的各證候分別行KMO檢驗及Bartlett球型檢驗，進行主成分分析，判定每種證候的主要癥狀及次要癥狀。

2結果

2.1四診信息頻數分布通過對233例T2DM患者四診信息的頻次分析，可了解癥狀、體征、舌脈的分布規律。將調查表中78個變量進行頻次分析，刪除<10%的變量，最后得到54項辨證變量信息作為中醫四診的觀察指標，其中頻數較高的前10位癥狀依次為：口渴喜飲、神疲乏力、肢體麻木、視物模糊、腰膝酸軟、口干、畏寒肢冷、失眠、口唇紫暗、大便干燥。具體四診信息頻數分布見表1。

表1　233例2型糖尿病患者四診信息頻數分布

2.2四診信息的聚類分析為了進行T2DM中醫證型分布研究，揭示T2DM中醫證型分布的客觀規律，根據四診信息頻次分析結果，將54項常見證候作為辨證變量進行聚類分析,因樣本量較少，聚類定義類數量不可過多。將54項變量聚為3~7類，對各類別聚集情況進行探索性研究，通過聚類過程表及樹狀圖(圖1)分析，取標尺15合并為5個證候群時證型分布較清晰，且都有實際含義，故最終聚為5類，見表2。

圖1　233例2型糖尿病患者四診信息聚類樹狀圖

表2　233例2型糖尿病患者四診信息聚類結果

由表2可知，5組類別與某些中醫證型相類似，依據“消渴病中醫分期辨證與療效評定標準”[6]、“中華人民共和國國家標準·中醫臨床診療術語證候部分”[7]等標準，并由2名具有副高以上職稱的臨床專家判定每類中所含癥狀代表的癥候，從而確定證候名稱。結果確定證候名稱為脾腎氣虛證、肝腎陰虛證、陰虛熱盛證、氣陰兩虛夾痰濕證、陽虛血瘀證五類。

2.3聚類結果主成分分析分別以每一類四診信息為變量，進行KMO檢驗及Bartlett球型檢驗，結果提示可進行主成分分析。經主成分分析，得出各成分的特征根值、方差貢獻度。提取特征根值>l的成分為主成分，取載荷0.4以上的癥狀，見表3。根據各主成分累積貢獻度并結合中醫學專業知識，擬定主要及次要癥狀，并確定每一類證型名稱。見表4。

表3　233例2型糖尿病患者四診信息聚類結果主成分分析

2.4聚類分析后各證候的構成比結合聚類分析結果及主成分分析結果，對233例患者進行辨證分型，統計各證候患者例數。其中脾腎氣虛證71例(30.5%)，陽虛血瘀證49例(21.0%)，陰虛熱盛證45例(19.3%)，肝腎陰虛證38例(16.3%)，氣陰兩虛夾痰濕證30例(12.9%)。

3討論

DM等同于中醫“消渴病”，在現代中西醫結合和中醫DM學領域已基本達成共識[10-11]。然而現代臨床所見DM患者“三多一少”癥狀已不明顯，且多數患者形體偏胖，這與古代消渴病形容不完全一致。傳統DM辨證多以“三消”辨證為主，但目前“三消”辨證已不能完全涵蓋傳統的DM辨證，已不能適應臨床需要。因此，臟腑辨證、氣血津液辨證、病因辨證、八綱辨證在DM的辨證中尤顯重要。由于DM辨證方法及辨證模式的多樣性，使證候分類出現多元化，主要表現為證候類型的多樣化，故而制定統一、客觀的中醫證候診斷標準仍是目前中醫研究工作的關鍵[12]。隨著現代循證醫學的發展，數學統計方法已經廣泛應用于中醫學證候的分類研究中,使中醫辨證由定性進入定量，由宏觀進入微觀，提高了中醫辨證分型的客觀性。

表4　233例2型糖尿病患者各類證型名稱及主次癥

聚類分析作為一種探索性分類方法，以數據自身規律進行分類，從“客觀”的數據中挖掘出其“自然”的類別，可減少數據處理時的主觀性。聚類分析作為一種發展迅猛的數理分析手段，將其引入中醫證型的研究，具有一定的可行性及科學性[13]，近年來已有學者將聚類分析用于中醫證候、體質的分類及臨床證型的探索研究中，并顯現了較好的前景[14-16]。主成分分析可實現觀測數據向低維壓縮，使得其構造更易解釋，只需少數幾個新變量(即主成分)，就可大致反映出所研究的對象。其優點在于可以客觀反映各變量的綜合貢獻和各研究對象間的相互關系。中醫的證候一般由多個癥狀組成，癥狀指標間具有一定的相關性，主成分分析可以將復雜的癥狀進行降維，得出幾個獨立的綜合成分，從而建立癥狀和證候主成分之間權重關系。

本研究通過對四診信息的頻次分析發現，T2DM患者出現頻數較高的癥狀有口渴喜飲(59.7%)、神疲乏力(59.2%)、肢體麻木(54.1%)、視物模糊(53.2%)、腰膝酸軟(53.2%)、口干(52.4%)、畏寒肢冷(51.9%)、失眠(50.2%)。而證候聚類及主成分分析，則將T2DM分為脾腎氣虛證、肝腎陰虛證、陰虛熱盛證、氣陰兩虛夾痰濕證、陽虛血瘀證5個證候類型，其中脾腎氣虛證最多71例(30.5%)，其次為陽虛血瘀證49例(21.0%)，陰虛熱盛證45例(19.3%)，肝腎陰虛證38例(16.3%)，氣陰兩虛夾痰濕30例(12.9%)。可見T2DM病情復雜，病機虛實夾雜，其本虛證可見氣虛、陰虛、陽虛等證；實證可見熱盛、痰濕、血瘀等兼證，且與肝、脾、腎關系密切。隨病程增加，并發癥增多，個體癥狀趨于多樣。

根據聚類分析結果可知“脾腎氣虛”是本病的重要發病因素。傳統中醫學在DM辨證中即以注重腎虛為本,張仲景在《金匱要略》中就已提出胃熱腎虛為消渴病的主要病機，并應用白虎加人參湯、腎氣丸等方劑治療,臨床醫家沿用至今。唐代《外臺秘要·消渴消腫門》提出:“消渴者,原其發動此則腎虛所致,每發即小便至甜”。后世醫家，如劉河間、趙獻可、張景岳、喻嘉言等皆推崇以腎為本治療本病，可見腎虛為本病發病的重要因素。近年來對DM病機的研究，在傳統以腎為本觀點上，越來越重視脾的功能，提出了脾氣虛弱、脾胰同病、氣陰兩虛、瘀血痰濁內阻等新的病機理論[17-18]。有學者認為脾胃功能異常是導致糖尿病的根本,臨床用藥以補脾養胃益氣為原則，療效顯著[19-20]。張延群等[21]通過癥候學調查發現氣虛證出現率占諸癥之首，無論病情輕重皆有氣虛表現，故提出氣虛是消渴病發病的基本病機。綜上所見，脾氣虛是消渴病的又一主要病機。

[參考文獻]

[1]陸再英,鐘南山.內科學[M].7版.北京:人民衛生出版社,2008：770.

[2]王信.降血糖中草藥有效成分淺探[J].中醫雜志,2007,48(6):571-572.

[3]魏軍平,周麗波,劉芳,等.2型糖尿病患者體型與證候特點研究[J].中華中醫藥學刊,2007,25(12):2653-2655.

[4]劉稼.聚類分析在中醫藥研究中的應用及意義[J].中醫藥學刊,2004,22(5):927-928.

[5]中華醫學會糖尿病分會.中國2型糖尿病防治指南(2010年版)[M].北京：北京大學醫學出版社,2010：7.

[6]中國中醫藥學會內科學消渴病專業委員會.消渴病(糖尿病)中醫分期辨證與療效評定標準[J].中國醫藥學報,1993,8(3):54-56.

[7]中華人民共和國國家標準委員會.中醫臨床診療術語證候部分BG/T 1675.2-1997.中國標準書號[S].北京:國家技術監督局出版社,1997.

[8]朱文峰.中醫診斷學[M].7版.北京:中國中醫藥出版社,2008:2.

[9]中華中醫藥學會.糖尿病中醫藥防治指南[M].北京:中國中醫藥出版社,2007:1-13.

[10]趙進喜,王世東,張麗芬,等.糖尿病相關中醫病名考辨[J].遼寧中醫雜志,2005,32(9):889-890.

[11]丁波.糖尿病較少見并發癥的中醫治療概況[J].解放軍醫藥雜志,2010,22(8):8-9.

[12]白云靜,申洪波,孟慶剛,等.多元統計分析與中醫證候規范化研究[J].世界中醫藥,2010,5(4):272-274.

[13]孟慶剛,郭書文,王永炎,等.如何將數學方法應用于現代中醫藥學研究[J].中國中醫藥信息雜志,2000,7(8):21-22,48.

[14]余忠海,萬文斌,董振華,等.運用聚類分析及因子分析探討輕度認知障礙中醫證型的分布規律[J].中國中醫藥科技,2013,20(4):329-331.

[15]谷萬里,史載祥,余云旭,等.原發性高血壓的中醫證型特征[J].中西醫結合學報,2010,8(9):842-847.

[16]彭計紅,張同遠,梅曉云,等.抑郁證辨證分型研究[J].中醫學報,2011,26(12):1448-1449.

[17]喬富渠,胡筱娟.中醫藥治療Ⅱ型糖尿病概述[J].中醫文獻雜志,1997(4)：41-43.

[18]馬玉鳳,肖春光,尹愛良.認知行為療法用于2型糖尿病伴有焦慮患者的效果觀察[J].中國醫藥科學,2012,5(5):205-207.

[19]趙云芳.呂靖中老中醫治療糖尿病經驗[J].中醫函授通訊，2000，19(5)：1112.

[20]鐘嘉熙.劉仕昌教授治療糖尿病經驗[J].新中醫，1995，27(1)：1112.

[21]張延群,韓清,和貴章,等.2080例糖尿病患者證候與血糖關系分析[J].中醫雜志,1996,37(10):617.

(收稿時間：2015-07-06修回時間：2015-07-22)

A Study Based on Cluster Analysis for the Regularity of Type 2 Diabetes Mellitus Syndromes

GONG Xuan, MA Jian-wei, DONG Jing, ZHI Yan, ZHANG Lei, YANG Yu-xin

(Department of Traditional Chinese Medicine, General Hospital of Air Force, Beijing 100142, China)

[Abstract]ObjectiveTo investigate the distribution regularities of type 2 diabetes mellitus (T2DM) patients in traditional Chinese medicine (TCM) of clinical syndrome types and the main and secondary symptoms of each syndrome type using cluster analysis and principal component analysis so as to provide objective basis for clinical syndrome differentiation. MethodsInformations by four diagnostic methods of 233 T2DM patients were collected, and 54 symptoms (frequency ≥10%) were used as variables for cluster analysis to generalize TCM syndromes of T2DM. Principal component analysis was performed for the symptoms, signs, tongue and pulse conditions of each syndrome type, and then the contribution of each symptom to its syndrome was obtained in order to find out the main and secondary symptoms of each syndrome type. ResultsInformations of four diagnostic methods of the T2DM 233 patients were clustered into five types by cluster analysis, which included spleen-kidney Qi deficiency syndrome, syndrome of Yin deficiency of liver and kidney, deficiency of Yin and excessive heat syndrome, deficiency of both Qi and Yin with phlegm retention syndrome, and Yang deficiency and blood stasis syndrome, and then the primary and secondary symptoms of each syndrome type were preliminarily clarified by principal component analysis. ConclusionT2DM can be divided into five syndrome types, among which spleen-kidney deficiency syndrome is the most. Statistical methods such as cluster and principal component analyses for TCM syndrome study have some clinical significance.

[Key words]Diabetes mellitus, type 2; Syndrome differ classification; Cluster analysis； Principal component analysis

[文獻標志碼][中國圖書資料分類號]R587.1；R241.4A

[文章編號]2095-140X(2015)08-0024-06

[通訊作者]馬建偉，E-mail：mjw8166@163.com

[基金項目]首都醫學發展基金(SF-2009-I-13)；首都臨床特色應用研究課題(Z121107001012011)
[作者單位]100142 北京，空軍總醫院中醫科