基于方劑構成信息的知識發現和關聯網絡構建挖掘海洋中藥海馬歷代用藥經驗＊

趙翔鳳 ，相光鑫 ，石叢薇 ，王夢瑜 ，付先軍 2，3，，5＊＊，滕佳林

（1. 山東中醫藥大學中藥學教研室 濟南 250355；2. 山東中醫藥大學海洋中藥研究中心 青島 266000；3. 山東中醫藥大學青島中醫藥科學院 青島 266000；4. 山東中醫藥大學中醫文獻與文化研究院濟南 250355；5. 山東省中醫藥組學工程技術研究中心 濟南 250355）

海洋中藥是指在中醫藥理論指導下用來防治疾病，來源于海洋的藥物，已有幾千年的應用歷史，是祖國中藥寶庫的重要組成部分[1-3]。自《黃帝內經》開始，便記載了以海洋中藥方劑“四烏鲗骨一蘆茹丸”治療“血枯”之病[4]。目前，海洋中藥主要應用于中醫臨床、新藥開發、保健品、食品等領域[5]，但是大部分的海洋中藥并未得到充分開發。2015版《中國藥典》[6]共收錄成方制劑1502 個，含有海洋中藥的方劑只有145 個，收載的海洋中藥只有14種[7]。作為海洋經濟的重要增長點之一[3]，亟需加大海洋中藥的開發與利用。

海馬為海龍科動物線紋海馬（Hippocampus kelloggi Jordan et Snyder）、刺海馬（Hippocampus histrix Kaup）、大 海 馬（Hippocampus kuda Bleeker）、三 斑 海 馬（Hippocampus trimaculatus Leach）或小海馬（海蛆）（Hippocampus japonicus Kaup）的干燥體，有溫腎壯陽、散結消腫的功效，可用于治療陽痿、遺尿、腎虛作喘、癥瘕積聚、跌撲損傷、癰腫疔瘡等疾病[6]。我國應用海馬治療疾病的歷史非常悠久，最早載于《本草經集注》[8]，附于鼺鼠項下，稱為“水馬”，“主易產”?！昂ｑR”一名始于唐代陳藏器的《本草拾遺》[9]?，F代研究，海馬含有氨基酸、活性多肽、甾體類、脂肪酸等多種化學成分，具有性激素樣作用以及抗炎、抗氧化、抗腫瘤等多種藥理作用[10]。目前對于海馬的研究多集中在補腎壯陽方面，應用相對單一，關于海馬方劑及配伍應用的研究也少有報道，海馬的潛在藥用價值和歷代醫家對海馬的應用經驗并沒有得到充分開發利用。

本研究以含海馬的方劑為研究對象，采用文獻挖掘、頻數分析、關聯規則挖掘以及關聯網絡構建技術，分析并發掘方劑中蘊含的歷代醫家對海馬組方配伍及臨床應用經驗，以期為擴大海馬的臨床應用以及進一步開發提供依據。

1 資料來源與研究方法

1.1 數據來源

以《中醫方劑大辭典》[11]《中國藥典》《中華醫典》[12]《中國臨床藥物大辭典·中藥成方制劑卷》[13]《中華海洋本草》等著作以及期刊文獻為方源，收集含有海馬的相關方劑。

1.2 篩選條件

1.2.1 納入條件

①方劑組成須含有海馬，含別名和異名的方劑也應整理在內；②方劑所包含的信息應較為完整，具備方名、組成、功效、主治、劑型等信息。

1.2.2 排除條件

①組成中不含海馬者。在篩選方劑過程中，以“海馬”“水馬”為關鍵詞所搜集到的方劑中存在方名有海馬而組成沒有的問題，如《萬氏秘傳外科心法》[14]的“十味海馬崩毒飲”，其組成中并不含海馬，故將其排除。②水馬非海馬者。另一類需要排除的方劑是組成所含的“水馬”并非指現在的藥用海馬，如《本草綱目拾遺》[15]的“水馬散”以及《普濟方》的“硼砂散”。此處的“水馬”是指“水黽”，屬黽蝽科水生半翅目類昆蟲，《本草綱目拾遺》記載其“身硬腳長”“四足抱蠅”“高腳水面跳走”，故此類方劑也予以排除。

按照上述要求共篩選海馬相關方劑154首。

1.3 數據處理

數據處理過程包括以下3個步驟：第一，將檢索到的海馬相關方劑錄入到word 文檔中，形成原始文獻；第二，創建Excel 表格，設置方劑編號、方名、方源、組成、功效、主治、劑型、藥味數等字段，并將原始文獻的信息分類導入表格，形成原始數據；第三，對方劑組成、功效、主治等項進行標準化處理，并將處理好的數據導入數據庫，以供后期進行數據挖掘和關聯網絡分析。在進行標準化處理時，藥名參照《中國藥典》《中藥大辭典》[16]《中華本草》[17]《全國中草藥匯編》[18]《中藥學》教材[19]等書，功效參照《中醫內科學》教材[20]，主治參照《中醫病癥分類與代碼》[21]《中醫臨床診療術語·疾病部分》[22]。

1.4 數據分析及可視化網絡構建

本研究采用頻數分析法、關聯規則挖掘方法以及關聯知識網絡構建方法對所收集的方劑進行研究。利用頻數分析法研究含海馬方劑的多種信息，包括組成藥物、功效、主治、劑型、分布年代等，此方法能夠直觀顯示出每個字段中各信息出現的頻率。再將標準化后的數據轉換為購物籃數據格式，用關聯規則挖掘分析含海馬方劑的用藥及配伍規律。該過程是利用R軟件平臺調用arules 程序包導入海馬方劑購物籃數據，以Apriori 算法對數據進行關聯規則的挖掘，以置信度、支持度和提升度等結果參數作為標準。關聯規則是數據挖掘常用的算法，主要用來發現數據項與其他數據項存在的關聯關系，已經被廣泛應用[23]。支持度是前提條件為真的百分比，用于測量普遍性；置信度是前提條件為真的記錄中結論也為真的百分比，主要測量精準度[24]；提升度則是用來評估一個項集出現提升另一個項集出現的程度[25]。然后對挖掘出的關聯知識進行篩選，采用arulesViz 包進行數據可視化處理，構建海馬關聯知識網絡[26,27]。

2 數據分析結果

2.1 含海馬方劑的頻數分析

經過篩選，共計154首方劑符合條件，并對配伍藥物、方劑組成藥味數、功效、主治、劑型、分布年代作了分析。在藥物配伍方面，方劑組成共涉及342味中藥，其中配伍頻率最高的是“鹿茸”；方劑組成的藥味數有43 種，頻率最高的是“7 味”；方劑中包含的功效有55種，出現最多的是“補腎”；主治病癥達72種，頻率最高的是“陽痿”；劑型有11種，應用最多的是“散劑”；在時間上，含海馬方劑應用最廣的是“現代”，頻率高達57.14%。

2.1.1 含海馬方劑的分布年代分析

對含海馬方劑的分布年代進行分析，結果見圖1，可以看到方劑出現時間最早的年代是在宋代，即《太平圣惠方》[28]，雖有金代方劑，但屬于劉完素《黃帝素問宣明論方》[29]，成書時間晚于《太平圣惠方》。早期方劑數量較少，之后逐漸增多，至現代，海馬的應用最為廣泛。

2.1.2 含海馬方劑的劑型分析

通過對含海馬方劑的劑型進行頻數分析發現，散劑應用最多，頻率為25.97%，其原因可能是海馬、人參等屬于貴細藥材，做成散劑可以使藥材得到充分應用，且方劑中朱砂、水銀、麝香等不宜入煎劑。其次，應用較多的劑型為丸劑、湯劑、膏劑、膠囊等，便于保存或服用（圖2）。

2.1.3 與海馬配伍中藥的分析

通過頻數分析方法對符合篩選條件的154首方劑中配伍藥物進行分析，得出配伍頻率≥20%的17 味中藥，其中與海馬配伍頻率最高的中藥是鹿茸，頻率為33.77%，其次是熟地黃、肉蓯蓉、人參等（表1）。

2.1.4 含海馬方劑的藥味數分析

采用頻數分析法對含海馬方劑的組成藥味數進行分析，發現方劑組成藥味數最少的是1 味，即海馬，最多的是65味，其中頻率較高的是7味或1-2味中藥。其中，1味中藥組成即海馬單用的有10個方劑，主要區別是方源或方名不同，用量不同（1 枚或1 對），用法或劑型不同（飲片帶之于身或散劑內服），主治疾病不同（難產、陽痿、失眠、哮喘、癥瘕、跌打損傷、癰疽、瘺管、疔瘡等）?，F將統計頻數前十的藥味數列出（表2）。

2.1.5 含海馬方劑的功效分析

在篩選出的154 首方劑中有150 首記載了功效，通過頻數分析法，統計出頻數≥5 的23 種功效，其中頻數最高的功效為補腎，其次為溫陽、益精、補氣、托毒等?？梢钥闯?，除《中國藥典》中提到的“溫腎壯陽、散結消腫”外，海馬益精、補氣、托毒、止痛等功效也非常顯著（表3）。

圖1 含海馬方劑使用年代分布圖

圖2 含海馬方劑劑型分布圖

表1 與海馬配伍的高頻中藥（頻率≥20%）

表2 方劑組成藥味數（排名前10）

表3 含海馬方劑功效（頻數≥5次）

2.1.6 含海馬方劑主治疾病頻數分析

含海馬方劑中有145 首記載了主治疾病，經過統計分析，頻數≥5 的有19 種，依次為陽痿、腰痛、虛勞、遺精、癥瘕、健忘等，與《中國藥典》所提出的“陽痿、遺尿、腎虛作喘、癥瘕積聚、跌撲損傷、癰腫疔瘡”較一致，且范圍有所擴大，如腰痛、虛勞、健忘、癭病、不寐、痹證等出現頻次也較多（表4）。

表4 含海馬方劑主治疾?。l數≥5次）

2.2 含海馬方劑的關聯規則分析

對154 首方劑進行關聯規則分析，設定支持度（support）≥ 0.02，置信度（confidence）≥ 0.60，提升（lift）≥ 1，篩選出關聯規則188 條，并對藥物之間、藥物與功效之間、藥物與主治病癥之間的關聯規則進行分析，列出應用較多的藥物-功效、藥物-主治病癥的關聯關系。從關聯規則網絡圖可以看出，以海馬為中心，補益藥物的配伍，補腎溫陽的功效，以及“現代”的網絡節點較為集中。這也從側面反映出，現代對于海馬的應用偏向其溫腎陽的功效，甚至過分追逐其興陽功能，而導致海馬的不合理利用。

2.2.1 藥物之間的關聯分析

對含海馬方劑的藥物配伍進行關聯分析，篩選出32 條關聯規則，其中置信度最高的是補骨脂與熟地黃的配伍，置信度達87%，其他也多是補益藥物之間的配伍。

2.2.2 海馬配伍藥物與功效的關聯分析

圖3 含海馬方劑關聯規則的矩陣圖(A)和網絡圖(B)

對含海馬方劑的藥物與功效進行關聯分析，并統計功效排名前3 的分析結果，可以看出，方中除海馬外，單味藥淫羊藿，藥對為淫羊藿與人參時，“補腎”功效的置信度較高，分別為87%和92%；單味藥為狗腎，藥對為鎖陽、人參，3 味藥為熟地黃、淫羊藿、人參時，“溫陽”功效的置信度較高，分別為74%，70%，68%；藥對為枸杞子、附子，3 味藥為熟地黃、肉蓯蓉、茯苓時，“益精”功效的置信度最高，分別為67%和72%。

2.2.3 海馬配伍藥物與主治病癥的關聯分析

對含海馬方劑的藥物與主治病癥進行關聯分析，并列出藥物與陽痿、腰痛、虛勞、癥瘕等疾病的關聯分析結果，枸杞子、補骨脂、肉桂配伍時，治療疾病為陽痿的置信度最高，為89%；熟地黃，五味子，覆盆子配伍時，治療腰痛的置信度最高，為100%；鹿茸，附子，菊花配伍時，治療虛勞的置信度最高，為83%；單味藥為醋，或醋與樗雞、干漆、硇砂、斑蝥、水蛭、沒藥、當歸配伍等57種組合時，治療癥瘕的置信度均為100%。

3 討論

3.1 海馬應用源流

海馬一藥應用歷史較為長遠，查閱歷代本草文獻可知，自梁代起，該藥便以“水馬”之名記載于《本草經集注》，唐代《本草拾遺》首次出現“海馬”一名，皆用來治療難產。至宋代，《本草圖經》載其治療“難產及血氣”。最早提出海馬補助元陽的是宋·陳衍的《寶慶本草折衷》（1227 年）[30]，此后，海馬補陽的功效逐漸被認識。而消癥瘕及治疔瘡中毒最早見于明·李時珍《本草綱目》，其后的本草文獻中，未添入新的功效。在方劑中，出現含海馬最早的方劑沉香湯（《太平圣惠方》），和海馬單用治難產方（《證類本草》），均是治療難產。血竭散（《雞峰普濟方》）和辰砂大紅丸（《黃帝素問宣明論方》）治婦人血氣痛，補真丹（《黃帝素問宣明論方》）最早用來治療男子元臟虛冷，之后海馬多用于補腎溫陽的方劑中。然而，應用海馬補腎溫陽最多的還要屬現代。中國知網上最早有關海馬的文章是1957年發表在《中藥通報》[31]以及《生物學通報》的[32]《海馬》，兩篇文章均提到了海馬具有強壯、興奮的作用，且海馬在當時已經是珍貴藥材，售價較高。

表5 海馬配伍藥物的關聯分析（排名前10）

3.2 含海馬方劑的藥物配伍分析

3.2.1 海馬與鹿茸配伍

在154 個方劑中，與海馬配伍最多的是鹿茸。在性味歸經方面，二者一致，皆為味甘、咸，性溫，入肝、腎經；在功效方面，都屬于血肉有情之品，能夠補腎填精、溫腎壯陽、振奮陰器[6,17]；在七情關系方面，二者屬于相須，共同治療陽痿、腰痛、虛勞等病。

表6 海馬配伍藥物與主要功效的關聯分析（各功效前10項）

3.2.2 海馬與熟地黃的配伍

海馬溫腎壯陽、散結消腫，熟地黃滋陰補血、益精填髓，二者一陽一陰，相輔相成。腎為水火之臟，內舍真陰真陽，陽氣無陰則不化。張景岳言：“善補陽者，必于陰中求陽，則陽得陰助，而生化無窮?！盵33]故用海馬與熟地配伍，寓陰中求陽之意。

3.2.3 海馬與酒、醋的配伍

在含海馬方劑中，酒的配伍也較多。此處酒的作用有三，一為用酒做溶媒，如154 首方劑中有11 方用到了酒劑，現代研究也表明，乙醇有助于海馬中有效成分的溶出[34-37]；二為用酒助藥力，包括以酒糊丸、入酒同煎、用酒送服3 種，酒性溫，味甘苦辛，可以通血脈，御寒氣，行藥勢[16]，還可暖腎興陽[38]，有助于海馬溫腎壯陽作用的發揮；三為以酒去腥味，海馬屬海洋動物藥，腥味較大，難以直接入口，而酒制后可矯味矯臭，便于服用。此外，在治療癥瘕時，多與醋配伍，有57 種組合的置信度可達100%，多為以醋糊丸，增強藥力，蓋因醋酸、苦、溫，入肝、胃經，可治療痃癖癥瘕、癰疽瘡腫等[16]。

表7 海馬配伍藥物與主治病癥的關聯分析（各主治病癥前5項）

3.2.4 配伍藥物的關聯分析

在配伍藥物的關聯分析中，置信度最高的是補骨脂與熟地的配伍，補骨脂性味辛、苦、溫，歸腎、脾經，可溫腎助陽，納氣，止瀉；熟地黃性味甘、溫，歸肝、腎經，可滋陰補血，益精填髓。二者均為溫性藥，且入腎經，補骨脂溫腎陽、澀精止遺，熟地黃填腎精、滋陰補血，相輔相成，治療腎虛精少或精關不固的病癥。補骨脂又可溫腎陽治療陽痿，配伍熟地又有陰中求陽之義。

整體來看，在配伍藥物中，即有熟地黃、肉蓯蓉等補益之藥，又有茯苓、牛膝等滲下之藥，既能補腎填精，又能瀉濁，而瀉濁又有利于生精[39]，補瀉兼施，共同助腎發揮司開闔的生理功能。

3.3 含海馬方劑的功效分析

3.3.1 海馬補腎溫陽的作用

含海馬方劑中應用最多的功效是補腎、溫陽?！吨袊幍洹份d，海馬“溫腎壯陽，散結消腫”，《中藥大辭典》載，海馬“補腎壯陽，調氣活血”，皆與分析結果吻合。通過閱讀歷代本草文獻得出，在宋代之前的本草著作中，均以主難產或血氣痛為功效，《寶慶本草折衷》提出海馬可補助元陽后，其興陽的功效逐漸得到應用。值得注意的是，海馬雖有補腎壯陽的功效，但應用時還要結合病人體質與主治病癥合理配伍，避免濫用。

3.3.2 海馬益精補氣的作用

海馬益精、補氣的作用多是通過配伍藥物來發揮。在藥物與功效的關聯分析中，海馬益精的功效主要與熟地黃、肉蓯蓉、枸杞子等配伍，發揮補腎填精的作用，海馬益氣的功效主要與人參、黃芪、甘草、山藥等配伍，發揮補益腎氣的作用。此外，海馬生髓、強腰、健腦等作用的發揮也與補腎作用相關。

3.3.3 海馬托毒消瘡的作用

從功效的頻數分析結果可以看出，海馬除補益作用外，托毒的功效也應用較多。在《本草綱目》中便記載了用“海馬拔毒散”治療疔瘡發背惡瘡[40]，多與穿山甲、朱砂、水銀等配伍，宣通臟腑、貫徹經絡、透達關竅[41]，起到溫、托、潰的作用。因海馬性溫，故其治療的瘡瘍腫毒多屬于深部的、陰性的、不容易消散的。

3.3.4 海馬消癥散結的作用

除補益作用外，海馬消癥瘕的作用也較明顯?！侗静菥V目》載，海馬可“暖水臟，壯陽道，消瘕塊，治疔瘡腫毒”，此后該作用逐漸得到各醫家的認同。在含海馬方劑中，最早用于治療癥瘕的是宋代《太平圣惠方》的琥珀散方，其后是明代《普濟方》的“木香湯”“阿魏丸”及“硇砂丸”，多用于治療婦人腹中血瘕?，F代也有多位學者研究證明，海馬具有抗腫瘤的作用[42,43]。

3.4 含海馬方劑的主治分析

在含海馬方劑的主治病癥中，應用最多的疾病便是“陽痿”。自陳衍指出海馬可以補助元陽后，后世本草著作便將“興陽”視為重要功效，通過配伍補骨脂、肉桂、淫羊藿、肉蓯蓉等，也可增強對陽痿的治療效果?，F代文獻也指出，海馬具有性激素樣作用[44-47]，可提高交配能力，增加生殖器官的重量等。海馬治療腰痛、虛勞、遺精、健忘、不育等疾病，一方面通過補腎壯陽益精的功效來發揮，一方面通過配伍藥物來增強。如配伍熟地黃、五味子、覆盆子等補腎填精藥治療腎虛精虧所致的腰痛；配伍鹿茸、熟地黃、補骨脂等補益藥治療虛勞；配伍狗腎、巴戟天、砂仁等治療腎虛所致的健忘。在治療虛勞時，菊花的配伍較多，可能原因是方劑中補陽藥劑量大，用菊花的涼性來抑制溫熱之性太過。

4 結語

據《中華人民共和國藥典》記載，海馬的主治病癥有陽痿、遺尿、腎虛作喘、癥瘕積聚、跌撲損傷、癰腫疔瘡，其功效為溫腎壯陽、散結消腫[6]。通過頻數分析與關聯規則挖掘結果可以看出，應用較多的是通過海馬補腎溫陽的功效治療陽痿，這也體現了現代對于海馬壯陽作用的追逐。此外，海馬配伍組方還具有益腎精、補腎氣、托毒、止痛、活血消癥、除濕利尿等功效，治療腰痛、虛勞、遺精、健忘、癭病、不寐、痹證等內科疾病，以及難產、帶下、月經病、產后病等婦科疾病，現代研究已經證實了部分功效，如用海馬提取物或組方治療腰痛[48]、虛勞[49]、健忘[50]、痹癥[51]等。研究結果對臨床配伍用藥也有啟發，如治療陽痿常配伍狗腎、枸杞子、人參、淫羊藿等，治療健忘常配伍石燕、狗腎、巴戟天、砂仁等，治療腰痛常配伍蝦、狗腎、淫羊藿、何首烏等，治療癥瘕常配伍醋、樗雞、干漆、硇砂等，這些都有待進一步的臨床驗證。近年來，由于棲息環境的影響[52]以及過度開發應用，已有多種海馬被列入《世界自然保護聯盟》（IUCN）瀕危物種紅色名錄。因此，在以后的工作中，要加強野生海馬的保護，發展改進人工海馬的養殖技術，擴展海馬藥用資源[53]。

本文通過對含海馬方劑進行數據挖掘，拓展了海馬的應用范圍，促進了海馬的合理利用。為現代海馬的臨床應用及新藥開發提供參考，為構建海馬用藥經驗模式提供數據基礎[54]，也為海洋中藥的開發與利用探索思路。