中藥精油防治感染性疾病的數據挖掘及其防控新冠肺炎的應用價值分析

張 瑾，李秀敏，苗明三

（河南中醫藥大學，鄭州 450008）

自有人類以來，就有感染性疾病［1］。感染是指細菌、病毒、真菌、寄生蟲等病原體侵入人體，在體內生長、繁殖，導致機體的正常功能、代謝、組織結構被破壞，引起局部組織發生損傷性病變和全身性炎癥反應。感染性疾病又稱“傳染病”，古稱“瘟疫”。每次疫情的出現都會給人類社會造成巨大損失，但針對這些疫情卻少有對癥治療的藥物。2019年末爆發的新型冠狀病毒（corona virus disease 2019，COVID-19）感染引發的肺炎疫情具有傳染性強、傳播范圍廣等特點，嚴重威脅人類生命安全，如何有效防控此次疫情已成為關乎社會發展的重大問題。精油又稱揮發油，是含有香脂腺的植物的高度濃縮提取物，中藥精油則是一種具有獨特藥物作用性質的精油［2］。精油作用溫和，用途廣泛，副作用小，具有防傳染病、抑菌、抗炎、防腐、防治抑郁、抗氧化、促進細胞新陳代謝及細胞再生等功能［3］，而中藥精油將中藥的藥理作用和中醫的芳香療法相結合，在醫療、保健、食品等方面作用廣泛。

目前，治療感染性疾病的臨床所用藥物主要是西藥，但由于病毒變異速度快、西藥對胃腸道黏膜刺激較大等原因，尋找可補充或替代的治療手段迫在眉睫。為此，通過數據挖掘有關中藥精油防治感染性疾病的文獻，采用Clementine 12.0和IBM SPSSStatistics 19歸納總結可防治感染性疾病的中藥精油特點，為新冠肺炎的防控用藥提供新方向。

1 資料和方法

1）文獻來源

通過查閱相關書籍和中國知網、萬方數據、GeenMedical和NCBI數據庫。以精油／揮發油為第1關鍵詞，抗病毒／細菌／真菌／寄生蟲為第2關鍵詞，時間跨度為2000—2020年，查閱到相關文獻有813篇。刪除無用項和重復項，共檢索到可防治感染性疾病的93種單味中藥精油和27種復方中藥精油。

2）納入標準

①關于中藥精油用于防治感染性疾病的真實數據；②使用中藥精油防治感染性疾病具有確切療效的文獻；③關于中藥精油防治人的傳染性疾病的文獻。

3）排除標準

①同一作者用相同觀點發表的文獻；②中藥復方精油中未表明成分的文獻。

4）數據分析

將符合標準的中藥精油逐一輸入Excel 2013建立數據庫，統一中藥精油的名稱，如廣藿香統稱為藿香；石香薷統稱為香薷；互葉白千層統稱為茶樹等。采用Clementine 12.0和IBM SPSSStatistics 19統計學軟件進行數據處理，相關數據采用統計描述。

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2 結果

2.1 可防治感染性疾病的中藥精油分類情況

感染性疾病由病原微生物和寄生蟲導致，其中病原微生物包括了病毒、細菌和真菌。通過查閱2000—2020年的文獻發現，中藥精油多用在抗病毒和抗菌方面（見圖1）。

圖1 中藥精油防治感染性疾病的分類占比示意圖

中藥精油的活性成分復雜多樣，治療范圍廣泛。經過總結統計出同時具有抗病毒和抗菌作用的精油有15種，分別是薰衣草精油［4］、香茅精油、鼠尾草精油、香薷精油、生姜精油、藿香精油、牛至精油、迷迭香精油、連翹精油、茴香精油、丁香精油、茶樹精油、薄荷精油、羅勒精油和百里香精油；花椒精油具有抗菌和抗寄生蟲作用；艾葉精油具有抗病毒和抗寄生蟲作用；桉樹精油則同時具有抗病毒、抗菌和抗寄生蟲作用（見表1）。

表1 高頻中藥精油防治感染性疾病的類別統計

續表（表1）

2.2 防治感染性疾病的單味中藥精油

參照2020年版《中國藥典》、CMIP平臺及《中藥學》，將93味中藥精油錄入Excel進行數據分析，并整理相應的性味歸經歸納。如果一味中藥有多個性味歸經，則將其全部統計在內?？梢园l現，防治感染性疾病的單味中藥精油藥性以溫（44次，55%）為主；藥味以辛味（59次，46.8%）和苦味（41次，32.5%）為主；藥物歸經以肺經（34次，22.8%）和胃經（32次，21.5%）為主（見圖2）。

圖2 防治感染性疾病的單味中藥精油性味歸經分析結果示意圖

2.3 防治感染性疾病的復方中藥精油

2.3.1 復方中單味中藥使用情況

經過統計，得到27味復方中藥精油防治感染性疾病，其中共有116味中藥精油。高頻藥物是按所有藥物出現頻次的前20%納入，即頻數≥2次的中藥精油有24種。其中，使用頻數最高的中藥精油是丁香精油（8次，6.9%）、薄荷精油（6次，5.2%）和肉桂精油（6次，5.2%）（見表2）。

表2 復方中高頻單味中藥精油分析

2.3.2 高頻藥物關聯規則分析

對高頻藥物，使用SPSS Clementine 12.0統計軟件進行關聯規則分析，設置支持度為10%，置信度為50%，選擇最大前項數為3。Apriori建模挖掘中藥之間的潛在關聯，共得到13組核心中藥組合，全部藥物組合的提升度都大于1，說明這些藥物組合在統計學上均有意義（見表3）。建立“數據源→類型→網絡”的關聯規則數據流［6］，關聯“網絡化展示”（見圖3）。

表3 高頻藥物關聯規則統計分析

圖3 高頻藥物的網絡化關聯示意圖

2.3.3 高頻藥物的聚類分析

使用IBM SPSS Statistics 19統計軟件對高頻藥物進行系統聚類分析。采用ward法進行聚類分析，共得到4類。類1：黃芩精油、連翹精油、薄荷精油、柴胡精油、佩蘭精油；類2：艾葉精油、茴香精油、白豆蔻精油、藿香精油；類3：桉樹精油、茶樹精油、馬達加斯加丁香油、香茅精油；類4：甜橙精油、迷迭香精油、苦參精油、百里香精油、牛至精油、細辛精油、花椒精油、丁香精油、肉桂精油、石菖蒲精油、蒼術精油。系統聚類分析樹狀圖見圖4。

圖4 高頻藥物系統聚類分析樹狀圖

2.4 中藥精油防治感染性疾病的應用方式

芳香療法是采用天然植物香料或其提取的芳香精油，用于預防、治療或減輕人體某些疾病的一種輔助方法［7］。體外應用包括熏蒸［8］、涂抹［9］、吸入［10］等方式。經過統計發現，中藥精油防治感染性疾病的應用方式以體外應用（31次，77%）為主（見圖5）。

圖5 中藥精油防治感染性疾病的應用方式占比示意圖

3 結果與討論

2019年新型冠狀病毒感染引發的肺炎疫情，其致病因素為濕毒，病理特點可概括為“濕、毒、閉、虛”［11］。防治早期應以芳香化濕、宣肺透邪為主，使用芳香類藥物可有效防止疫病的進一步發展。將研究所得的高頻藥物與《新型冠狀病毒感染的肺炎治療方案（試行第六、七版）》進行對比分析，可看出與診療方案重合的藥物有8種，分別為生姜、細辛、蒼術、柴胡、黃芩、藿香、連翹和佩蘭。其中藿香使用6次，藿香氣味芳香，為芳香化濕濁的要藥，主要成分為揮發油。彭紹忠等［12］研究發現藿香提取物具有明顯的體內抗流感病毒的作用。蒼術使用5次，蒼術苦溫燥濕以祛濕濁，辛香健脾以和脾胃，主要成分含揮發油。陳奕雯等［13］研究發現包含蒼術的中藥香囊對呼吸道合胞病毒有抑制作用。生姜使用3次，生姜辛散苦燥溫通，外散風寒濕邪，成分中含有揮發油。Koch等［14］研究發現生姜精油可在體外抑制單純皰疹病毒2型。王小平等發現細辛［15］、柴胡［16］、黃芩［17］、連翹［18］、佩蘭［19］在體內外具有抑制或殺滅病毒的藥理活性。Yang等［20］通過收集統計各省、自治區和直轄市發布的診療用藥方案與本文中統計的防治感染性疾病的中藥精油進行對比分析發現，治療輕型寒濕郁肺證的藥物徐長卿，辛散溫通，能祛邪而行氣血，其揮發油具有抗流感病毒活性；治療輕型濕熱蘊肺證的藥物青蒿，辛寒芳香，善除瘧疾寒熱，青蒿揮發油經研究證明可抗呼吸道合胞病毒、柯薩奇病毒的活性［21］；基礎方劑所使用的桂枝，味辛性溫，能發汗解肌，桂枝揮發油具有抗病毒的活性［22－23］。

關于藥物的使用特點，研究中發現在診療方案中使用中藥，藥物四氣主要集中在溫、寒、平；五味主要集中在苦、辛、甘；歸經主要集中在肺、胃、脾經。通過對中藥精油的數據挖掘發現，可防治感染性疾病的中藥精油的性味歸經與診療方案相同，藥性以溫為主；藥味以辛味和苦味為主，多歸于肺、胃經。證明所挖掘的防治感染性疾病的藥物對于防治新冠肺炎有參考價值。除上述與診療方案相重合的藥物，分析了可防治感染性疾病的高頻中藥作為防控新冠肺炎的潛在藥物。如桉樹葉，已有文獻證實桉樹精油具有抗病毒活性［24］。其性寒味苦、辛，常用于治療肺熱咳喘、高熱頭痛、瘧疾、脘腹脹痛，可用于臨床普通型的濕毒郁肺證。桉樹精油作為廣泛防治感染性疾病的中藥精油，具有可觀的發展前景。梅全喜等［25］中研究發現艾葉燃燒時的揮發油成分具有抗病毒作用。艾葉辛溫散寒，苦溫燥濕，散寒止痛，可用于臨床輕型的寒濕郁肺證。Livia等［26］證實薄荷揮發油可在體外抑制單純皰疹病毒。薄荷味辛性溫，《唐本草》中記載薄荷可用于治療賊風傷寒發汗、惡氣心腹脹滿、霍亂，適用于臨床治療重型的疫毒閉肺證。

根據關聯規則統計分析，共得到13組核心中藥組合，其中提升度＞6的藥對分別是茴香精油－艾葉精油、藿香精油－艾葉精油、藿香精油－黃芩精油、藿香精油－連翹精油和藿香精油－白豆蔻精油。根據診療方案可看出，在基礎診療方案中有藿香－黃芩的藥物組合，正如《溫熱經緯》中記載：“若濕溫病初起，濕熱并重者，（藿香）多與黃芩、滑石、茵陳等同用”。此外，茴香味辛、性溫、可溫腎祛寒，白豆蔻主治濕阻氣滯、可化濕行氣，艾葉（已上述）可作為潛在治療藥物，連翹是診療方案中的常用藥。根據高頻藥物的關聯規則分析，可把茴香－艾葉、藿香－艾葉、藿香－連翹、藿香－白豆蔻作為防治新冠肺炎的參考藥對。通過聚類分析研究可得出類1中黃芩－柴胡－連翹在濕熱蘊肺證中有體現，加之薄荷治療傷寒霍亂、心腹脹滿，佩蘭主治濕阻中焦，此類可作為輕型癥狀的參考方劑。類2中藥物均為祛濕類，此次疫情正是由于濕邪所引發，白豆蔻和藿香可化濕止嘔，艾葉和茴香可散寒止痛，祛濕。類3中藥物揮發油都具有抗病毒的藥理活性，其中桉樹精油－馬達加斯加丁香油－茶樹精油可通過按摩吸收治療流感病毒［27］，香茅精油也具有抑制多種病毒的作用［28］。類4中11種藥物均具有抗感染的藥理活性，如甜橙精油－迷迭香精油可以抗擊HAV病毒［29］。上述通過聚類分析的幾類藥物均可作為防治新冠肺炎的基礎方劑進行補充。

此外，由于新型冠狀病毒感染肺炎患者常出現食欲不振、疲乏倦怠等問題，口服大量藥物會給患者造成身體或精神上的壓力，體外使用中藥精油治療疾病如涂抹、熏洗、嗅聞等可為患者提供良好的治療體驗。同時，中藥精油多為芳香類藥物，能通過黏膜刺激大腦皮層，振奮精神，改善患者的精神狀態。外用中藥精油可作為防控新冠肺炎的輔助治療手段。

利用中藥精油防治感染性疾病已成為新理念和新思路。但目前還存在一些問題，如復方中藥精油不足、精油成分含量測定不完善等。針對此類問題，應積極應對，如進行配方精油實踐，經過有效組分的篩選和配比關系研究等過程，對成品藥物進行質量評價［30］。隨著對中藥精油藥用價值認識的提升，中藥精油的醫療用途必將越來越廣泛。通過本研究可證明利用中藥精油防治感染性疾病是可行的，同時為防控新型冠狀病毒的用藥提供參考。