基于數據挖掘的治療銀屑病處方用藥規律研究

楊 艷 平

(1 北京中醫藥大學，北京，100102；2 中國氣象局醫院，北京，100081)

基于數據挖掘的治療銀屑病處方用藥規律研究

楊 艷 平1,2

(1 北京中醫藥大學，北京，100102；2 中國氣象局醫院，北京，100081)

目的：基于中醫傳承輔助系統軟件，分析各醫家治療銀屑病的用藥經驗。方法：收集了3本中醫文獻中治療銀屑病的病案，采用關聯規則Apriori算法、復雜系統熵聚類等無監督數據挖掘方法，分析處方中藥物的使用頻次及藥物之間的關聯規則、處方規律。結果：對篩選出來的133首處方進行分析，確定處方中藥物的使用頻次，藥物之間的關聯規則，挖掘出20個核心藥物組合和10首新處方。結論：基于中醫傳承輔助系統平臺開展的中藥治療銀屑病的數據挖掘和用藥規律研究，既可有效指導銀屑病的中醫臨床治療，同時為防治銀屑病的新藥開發提供參考。

銀屑病；中醫傳承輔助系統；關聯規則；聚類算法

銀屑病是一種常見紅斑鱗屑性皮膚病，中醫稱之為白疕、松皮癬等，病情頑固且易復發，尤其嚴重影響患者的身心健康。究其原因，銀屑病的發病主要是機體功能失調，免疫力下降造成的[1]。本研究基于“中醫傳承輔助系統”軟件對近現代期刊文獻中133首治療銀屑病的處方進行系統分析。通過挖掘處方中藥物的使用頻次及藥物之間的關聯規則、處方規律等，來指導銀屑病的中醫臨床治療，同時為防治銀屑病的新藥開發提供參考。

“中醫傳承輔助系統”軟件由中國中醫科學院中藥研究所中藥新藥設計課題組開發，該軟件采用規則分析、改進的互信息法[2]、復雜系統熵聚類[3-4]、無監督的熵層次聚類[5]等數據挖掘方法，集“數據錄入-數據管理-數據查詢-數據分析-網絡可視化展示”為一體[6]，可以有效實現病案、疾病、證候、中藥、方劑、四診等信息的管理、查詢、綜合分析等功能，可用于方劑組方規律分析及新藥處方發現等領域。

1 資料與方法

1.1 處方來源 《實用中醫美容金方》[7]、《皮膚病名家驗案精選》[1]、《古今名醫臨證實錄叢書之皮膚病》[8]等3本中醫文獻中收載的治療銀屑病的方劑。

1.2 處方的篩選 在以上3本文獻中篩選“主治”中明確含有“銀屑病”“牛皮癬”“白疕”“松皮癬”等的方劑，共篩選出符合條件的方劑133首。

1.3 分析軟件 “中醫傳承輔助系統(V2.0.1)”軟件，由中國中醫科學院中藥研究所、中國科學院自動化研究所提供。

1.4 處方的錄入與核對 將上述篩選后的處方錄入“中醫傳承輔助系統(V2.0.1)”。錄入完成后，為確保數據的準確性，由雙人負責審核。通過“中醫傳承輔助系統(V2.0.1)”軟件中“數據分析系統”模塊中的“方劑分析”功能，進行用藥規律挖掘[2-3,6]。

1.5 數據分析

1.5.1 提取數據源 在“中醫疾病”項中輸入“松皮癬”，提取出治療銀屑病的全部方劑。

1.5.2 頻次統計分析 將銀屑病方劑中每味藥的出現頻次從大到小排序，并將“頻次統計”結果導出。

1.5.3 組方規律分析 “支持度個數”(表示在所有藥物中同時出現的次數)設為15，“置信度”設為0.6，按藥物組合出現頻次從大到小的順序進行排序，“規則分析”分析所得的規則。

1.5.4 新方分析 首先進行聚類分析(核心算法包括改進的互信息法、復雜系統熵聚類)，在聚類分析前，先選擇合適的相關度和懲罰度，然后點擊“提取組合”按鈕，發現新組方(基本算法是監督的熵層次的聚類)，并可以實現網絡可視化展示。

2 結果

2.1 用藥頻次 對篩選出的133首治療銀屑病的方劑中藥物頻次進行統計，使用頻次在15以上的藥物有26味，使用頻次前3位的分別是生地黃、白鮮皮和赤芍(見表1)。

表1 方劑中使用頻次15以上的藥物情況表

圖1 支持度為15，置信度為0.6的藥物網絡展示

2.2 基于關聯規則的方劑組方規律分析 按照藥物組合出現頻次由高到低排序，前4位分別是“赤芍、生地黃”“白鮮皮、生地黃”“紫草、生地黃黃”“牡丹皮、生地黃”(見表2)，分析所得藥對的用藥規則(見表3)，并進行關聯規則網絡展示(見圖1)。

表2 銀屑病方劑中支持度為15條件下藥物組合頻次表

表3 銀屑病方劑中藥物組合的關聯規則(置信度≥0.6)

2.3 基于熵聚類的方劑組方規律分析

2.3.1 基于改進的互信息法的藥物間關聯度分析 依據方劑數量，結合經驗判斷和不同參數提取數據的預讀，設置相關度為8，懲罰度為2，進行聚類分析，得到方劑中兩兩藥物間的關聯度，將關聯系數0.025以上的藥對列表(見表4)。

表4 基于改進的互信息法的藥物間關聯度分析(關聯系數≥0.025)

2.3.2 基于復雜系統熵聚類的藥物核心組合分析 以改進的互信息法的藥物間關聯度分析結果為基礎，按照相關度與懲罰度約束，基于復雜系統熵聚類，演化出3～4味藥核心組合(見表5)。

表5 基于復雜系統熵聚類的藥物核心組合

2.3.3 基于無監督熵層次聚類的新處方分析 在核心組合提取的基礎上，運用無監督熵層次聚類算法，得到10個新處方(見表6)。

表6 基于熵層次聚類的新處方

3 討論

本研究應用關聯規則和聚類算法分析了中藥治療銀屑病的用藥情況。經過關聯算法分析，提煉出治療濕疹的常用藥物排在前10位的有生地黃、白鮮皮、赤芍、土茯苓、紫草、丹參、當歸、甘草、牡丹皮、防風等，這些藥物多具有清熱涼血活血、祛風燥濕止癢等功效。常用的藥物組合有：1)赤芍、生地黃；2)白鮮皮、生地黃；3)紫草、生地黃；4)牡丹皮、生地黃；5)土茯苓、生地黃；6)當歸、生地黃；7)土茯苓、白鮮皮等。經過聚類算法分析，常用的藥對包括板藍根-玄參、重樓-龍葵、重樓-南沙參、玄參-南沙參等。基于熵層次聚類的新處方包括：1)板藍根、重樓、射干、羚羊角；2)莪術、桃仁、鬼箭羽、川芎、藁本；3)當歸、紫草、熟地、白茅根、大青葉；4)雞血藤、絡石藤、夜交藤、忍冬藤、天仙藤、桑枝；5)雞血藤、秦艽、天仙藤、黃連、生白術；6)黃芪、桂枝、白鮮皮、地膚子、苦參；7)白花蛇舌草、重樓、北沙參、天仙藤；8)蒼術、羌活、麻黃、白蒺藜、炙甘草、陳皮；9)硫磺、輕粉、信石、大腹皮；10)赤芍、牡丹皮、生地黃、黃芩、黃柏、梔子。

下面結合研究結果對中藥治療銀屑病處方中出現頻次較高的藥物進行分析。銀屑病是頑固性皮膚病，其致病原因多是由于濕熱結毒。著名中醫專家邢子亨認為，濕熱之毒留于肌膚，阻礙血絡之周營，因而肌膚失養而起斑屑，皮膚干燥而奇癢。故治以清濕熱解毒之劑以除病因，加養血活血、潤燥通絡之藥以去瘀阻[8]。在錄入的處方中，生地黃是運用頻次最高的單味中藥，其味甘、苦，性寒，歸心、肝、腎經，功善清熱涼血、養陰生津。取其苦寒質潤的特性，借其涼血及養陰的作用，對于由血熱或血燥引起的銀屑病有明顯的治療效果。白鮮皮味苦燥濕，寒則清熱，具有清熱解毒，除濕止癢的功效。赤芍、牡丹皮、丹參等均具有清熱涼血活血的功能，對于由血熱引起的銀屑病有立竿見影的效果。選用紫草借其涼血解毒以除斑的作用。土茯苓甘緩淡滲，性平偏涼，清熱解毒兼可清利濕熱。當歸味甘、辛，性溫，歸肝、心、脾經，可補血活血、潤燥通絡以去瘀阻。基于關聯規則的方劑組方規律分析，治療銀屑病排在前三位的組合分別是赤芍-生地黃、白鮮皮-生地黃、紫草-生地黃、牡丹皮-生地黃，可見銀屑病的治療應以清熱涼血為主。正如皮膚病專家趙炳南先生所說，銀屑病的發生，血熱是機體和體質的內在因素，是發病的主要根據[8]。從藥物關聯可以看出臨床常用組合有板藍根-玄參、重樓-龍葵、重樓-南沙參、玄參-南沙參、板藍根-丹參等，體現了清熱解毒、清熱涼血與養陰生津等藥物間的相互補充、標本兼顧的治法，互相發揮其特長，增強其藥效，從而達到治療目的。

本研究是基于中醫傳承輔助系統平臺開展的對中藥治療銀屑病的數據挖掘和用藥規律研究，既為臨床治療銀屑病提供了有效的指導，同時也為治療銀屑病的新藥研發的處方來源提供了依據。當然，應用關聯規則和聚類研究得到的組方規則、核心組合和新處方等還需進一步臨床驗證，數據挖掘方法亦有其局限性，需結合中醫藥理論與實踐綜合分析、評價[9]。同時，本研究過程亦表明，中醫傳承輔助系統為繼承古人經驗，提高臨床療效等提供了客觀、科學的途徑和方法[10]，值得進一步推廣應用。

[1]周壘,沈毅.皮膚病名家驗案精選[M].北京:人民軍醫出版社,2011:12.

[2]楊洪軍,趙亞麗,唐仕歡,等.基于熵方法分析中風病方劑中藥物之間的關聯度[J].中國中醫基礎醫學雜志,2005,11(9):706-709.

[3]唐仕歡,陳建新,楊洪軍,等.基于復雜系統熵聚類方法的中藥新藥處方發現研究思路[J].世界科學技術-中醫藥現代化，2009,11(2):225-228.

[4]陳建新.中醫證候的復雜系統建模及其與疾病的相關性研究[D].北京:中國科學院,2008.

[5]Yang Hongjun,Chen Jianxin,Tang Shihuan,et al.New drug R&D of Traditional Chinese medicine-Role of data mining approaches[J].Journal of biological Systems,2009,17(3):329-347.

[6]李健,盧朋,唐仕歡,等.基于中醫傳承輔助系統的治療肺癰方劑組方規律分析[J].中國實驗方劑學雜志,2012,24(2):6-9.

[7]王曉巖,蔣瑩,黃友敏,等.尋常性銀屑病患者血清高遷移率蛋白和血管內皮細胞鈣黏蛋白的含量變化[J].中國醫藥，2012,7(1):88-90.

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[9]吳嘉瑞,張冰.基于關聯規則和復雜系統熵聚類的顏正華診療失眠用藥規律研究[J].中國實驗方劑學雜志,2012,18(24)：1-4.

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(2014-06-10收稿 責任編輯：張文婷)

General Medication Observation on Psoriasis Prescription Drug Based on Data Mining

Yang Yanping1,2

(1BeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100102,China; 2ChinaMeteorologicalAdministrationhospital,Beijing100081,China)

Objective:To observe and analyze the general drugs used in treating psoriasis based on reference reading and the application of Traditional Chinese Medicine Inheritance support software. Methods: Three books recorded the medication of psoriasis are referred to analyze the utilizing frequency of the prescription drugs and association rules among different formulas. Data mining research methods such as Apriori algorithm, based on association rules, complex system entropy cluster and unsupervised hierarchical cluster were used. Results: From the 133 screened prescriptions, the utilizing frequency of the prescription drugs and association rules among different medicines were achieved, and also 20 core drug combinations and 10 new prescriptions were found. Conclusion: This research, which is based on Traditional Chinese Medicine Inheritance support software and data mining method is instructive to clinical treatment of psoriasis and helpful to develop new drugs on psoriasis.

Traditional Chinese medicine; Psoriasis; Data mining; Apriori algorithm

楊艷平(1975.9—)，女，本科，副主任藥師，中藥房主任，研究方向：臨床中藥學，E-mail:chenzixuanlala@sina.com

R758.63；R311

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2015.10.041