國家專利的中藥復方治療原發性骨質疏松癥用藥規律研究

靳鴿 馮志海 李先行 王曉靜 馮文帥 史素琴 鄧小鴿

1.河南中醫藥大學，河南 鄭州 450003 2.河南中醫藥大學第一附屬醫院，河南 鄭州 450003

基金項目： 河南省首批中醫藥人才培養項目[豫中醫科教(2018)16號]

原發性骨質疏松癥(primary osteoporosis，POP)是以骨量減少、骨組織微結構受損、骨脆性增加、易發生骨折為特征的骨代謝疾病[1]。研究[2]顯示，隨著人口老齡化日趨嚴重，我國60歲以上老年人POP患病率高達36 %，以女性尤為突出，POP已成為我國面臨的重要公共健康問題。POP發病機制復雜，臨床治愈率低，骨折再發風險高達50 %，如患者前期治療不當，嚴重者可致終身殘疾、獨立生活能力喪失，甚至誘發死亡[3]。目前，西醫治療以骨吸收抑制劑、骨形成促進劑、外源性補充維生素D、鈣劑等為主，其中多數藥物療效良好，但存在一定局限性[4]。POP屬中醫“骨痿”、“骨痹”、“骨枯”等范疇，中藥復方治療POP具有多靶點、多途徑調控效應，臨床療效顯著，可與西醫結合，互為補充[5-6]。中藥復方專利是集知識產權、經濟和技術為一體的綜合信息資源，更是中醫從業者臨床經驗的結晶、中醫藥寶庫的精華[7]。本研究基于數據挖掘技術對國家知識產權專利庫中治療POP的中藥復方專利進行分析研究，以探尋其臨證診療思路及理法方藥配伍規律，旨為新藥開發、臨床用藥提供參考和借鑒。

1 材料和方法

1.1 資料檢索

數據來源于2010年1月至2020年7月國家知識產權局的中國專利公布公告平臺(http://epub.sipo.gov.cn/)發布的與POP相關的中藥復方專利。檢索格式為：名稱=“骨質疏松癥 and 中藥/草藥”、“骨痿 and 中藥/草藥”、“骨痹 and 中藥/草藥”、“骨枯 and 中藥/草藥”，對上述條目分別進行檢索、歸納整理，構建組方數據庫。

1.2 納排標準

納入標準：①納入用于治療“原發性骨質疏松癥”內服方式的中藥復方專利；②專利名稱中不含“原發性骨質疏松癥”字樣，但專利詳情頁中表述可用于治療POP的專利。

排除標準：①用于治療“繼發性骨質疏松癥”、“特發性骨質疏松癥”的中藥復方專利；②非用于人治療“原發性骨質疏松癥”的中藥復方專利及外用專利(外敷、膏藥、熏蒸方等)、藥酒、食品、保健品類專利。

1.3 統計學處理

參照搜索標準，共檢索到與POP相關的中藥復方專利數據345項，其中符合本研究的有246項。依照2020版《中國藥典》[8]同時參考《中藥學》[9]對數據包含的中藥名稱進行規范，對產地、炮制方法不同的藥物統一規范處理，如“生/炙甘草”統一為“甘草”，“懷牛膝/川牛膝”統一為“牛膝”，“旱蓮草”統一為“墨旱蓮”等。雙人雙機獨立將上述內容輸入Excel 2016軟件建立數據庫，第3人審核并進行一致性校驗。采用Python-World Cloud、IBM SPSS Modeler 18.0及IBM SPSS Statistics 23軟件對數據進行詞云可視化分析、關聯規則分析、聚類分析等數據處理方法。

2 結果

2.1 單味中藥使用情況詞云可視化分析

本研究運用Python-World Cloud技術，根據單味藥物使用頻次及頻率大小集中顯示高頻詞匯，圖中字體越大表明其頻次越高、頻率越大。相較頻次統計圖表，詞云可視化分析圖視覺沖擊力強，更為直觀高效。如圖1示，246項數據含藥290味，累計出現頻次2 662次，單味中藥使用頻次較高的藥物分別是：杜仲(108 次，43.90 %)、淫羊藿(102次，41.46 %)、熟地黃(98次，39.84 %)、牛膝(81次，32.93 %)、枸杞子(80次，35.52 %)。

圖1 詞云可視化分析圖Fig.1 Visual chart of World Cloud analysis

2.2 高頻藥物中藥類別分析(頻次≥30)

從290味藥物中可提取使用頻次≥30次的高頻藥物30味，參照《中藥學》教材進行中藥類別分類及頻次統計，繪制桑基能量分流圖。桑基圖是一種特定類型的流程圖，可展示藥物功效類別數據流，圖中延伸分支的寬度對應數據流量的大小。如圖2所示，高頻藥物一級分類有7大類，二級分類涉及12類。藥物類別以補虛藥(1110次，65.99 %)、活血化瘀藥(385次，22.89 %)為主，具體可分為補陽藥(489次，29.07 %)、補氣藥(255次，15.16 %)、活血調經藥(214次，12.72 %)、補血藥(207次，12.31 %)、補陰藥(159次，9.45 %)，活血療傷藥(71次，4.22 %)、活血止痛藥(46次，2.72 %)等。

圖2 高頻藥物中藥類別桑基圖(頻次≥30)Fig.2 Sankey-diagram of high frequency traditional Chinese medicine

2.3 高頻藥物性味歸經分析(頻次≥30)

參照2020版《中國藥典》，對高頻藥物進行性、味、歸經分析。若一味中藥有多個性味、歸經則全部統計在內。如圖3、圖4所示，高頻藥物藥性以溫(12次，40.00 %)，平(7次，23.33 %)為主，微溫(6次，20.00 %)次之；藥味以甘(21次)、苦(11次)最多，各占比45.65 %和23.91 %；藥物歸經主要歸屬肝經(22次，32.35 %)、腎經(18次，26.47 %)、脾經(10次，14.71 %)。

圖3 高頻藥物性味雷達圖(頻次≥30)Fig.3 Traditional Chinese medicine taste

圖4 高頻藥物歸經柱狀圖(頻次≥30)Fig.4 Meridian regression of traditional Chinese medicine

2.4 高頻藥物關聯規則分析(頻次≥30)

基于Apriori 算法對高頻藥物進行關聯規則分析，設置最小支持度閾值為10 %，置信度80 %，最大前項數為5，提升度≥1 為挖掘條件，按置信度由高到低進行排序，并繪制關聯規則web可視化布局圖(結果詳見表1，圖5)，以反映項集之間的相互依存性和關聯性[10]。

表1 高頻藥物關聯規則(頻次≥30)Table 1 Association rules of traditional Chinese medicine

圖5 高頻藥物關聯web圖(頻次≥30)Fig.5 Web diagram of association rules

2.5 高頻藥物聚類分析(頻次≥30)

對高頻藥物運用組間連接聚類分析法，共得到8類藥物組合(結果詳見圖6，表2)，這在一定程度上降低了中藥數據處理的復雜度，便于從中探索隱藏信息，提煉規律[11]。

表2 高頻藥物聚類分析圖表(頻次≥30)Table 2 Cluster analysis of traditional Chinese medicine

圖6 高頻藥物聚類分析譜系圖(頻次≥30)Fig.6 Diagram of cluster analysis pedigree

3 討論

POP以肢體肌肉萎軟無力、骨骼疼痛、脊柱變形或發生骨折為典型表現，病位主要在腎，與肝、脾密切相關。《靈樞·痿論》言：“腎氣熱腰脊不舉，骨枯而髓減，發為骨痿”，中醫認為腎主骨生髓，肝主筋，脾在體合肉。本病病機為腎精虧虛，精津不足，以致氣血虧耗，筋骨失養，肢體萎軟；或因腎陽漸虛，火不暖土以致脾腎虧虛，客氣邪風痹阻經脈，導致脈絡不通，氣滯血瘀發為本病[12]。病機特點虛實夾雜，誠如古語云“不通則痛，不榮則痛”，治當虛虛實實，補不足，損有余，是其義也。

3.1 補益肝腎，以夯其基

如圖1示，治療POP的高頻藥物大多是濟生腎氣丸、右歸丸、左歸丸、六味地黃丸、八珍湯、身痛逐瘀湯、活血止痛散、仙靈骨葆膠囊、芪骨膠囊等方劑的重要組成部分。高頻藥物中使用頻率排名前三味的中藥分別為：杜仲、淫羊藿、熟地黃，它們的共同特點均具有補肝腎，強筋骨，益精髓之效，體現了補益肝腎為防治POP之“根基”。杜仲，歸肝、腎經，《玉楸藥解》記載：“益肝腎，養筋骨，去關節濕淫，治腰膝酸痛，腿足拘攣。”本品擅治肝腎不足、骨失濡養引起的筋骨無力，腰膝疼痛之癥。藥理研究[13-14]表明，杜仲可明顯提升BMP-2蛋白活性，上調抗氧化應激Nrf2信號通路相關蛋白的表達，促進成骨細胞增殖，改善骨質礦化程度，增強骨密度，減輕或預防PMOP的發生發展。淫羊藿功擅補腎陽、強筋骨、祛風濕，為治療筋骨痿軟、風濕痹痛、麻木拘攣等癥的要藥。近年來多項研究[15-16]表明，淫羊藿總黃酮可通過上調Notch1、Smade4、Smade7通路蛋白的表達，刺激成骨細胞增殖、促進骨性分化，還可通過調控其上游基因Wnt/β-catenin通路對OPG/RANKL的比值，進而抑制骨吸收，維持骨結構，具有多組分多靶點抗POP的功效。熟地黃為滋陰填髓之圣藥，《本草從新》記載“滋腎水，封填骨髓，利血脈...主一切腎陰虧，虛損百病，為壯水之主藥”。研究[17]表明，熟地黃可通過調控離子通道狀態，改變骨周圍組織代謝，同時對心血管系統、免疫系統均具有一定調節作用。結合藥物歸經來看，治療POP的高頻藥物亦以歸肝經(32.35 %)、腎經(26.47 %)為主。肝藏血、腎藏精，二者精血相及，母子相眷，即所謂精血足則筋骨健，精血虛則骨失養。POP多見于絕經后女性和老年男性，肝為女子先天之本，絕經后女性肝血易虧難盈，腎為男子先天之本，老年男性常生精乏源，肝腎陰虛。因此，本研究說明治療POP的中藥復方專利常用補肝腎之藥以充精填髓，健其根基，使藥物直達病所，各司其職，效力專宏。

3.2 調補陰陽，以正其綱

高頻藥物性味分析及關聯規則結果說明中藥復方專利治療POP注重“陰”與“陽”的配伍。陰陽是自然界的客觀規律，天地萬物運動變化之本原。因而，在辨治POP時保證陰陽的沖和調達乃為綱鑒。如圖3示，高頻藥物藥性以溫、平為主，微溫次之，藥味以甘、苦為主，辛次之。根據五行理論將中藥性、味進行陰陽分屬，溫、微溫、甘、辛屬陽，苦屬陰，平性藥兼具陰陽之性，伍陰伍陽均可達陰平而陽秘。由此看來，中藥復方專利治療POP在譴方上注重中藥藥性、藥味的“陰”“陽”和合。從關聯分析結果來看，本研究的數據雖出自不同醫者的專利復方，但7組置信度較高的藥組有明顯的核心化傾向，均與熟地黃產生關聯規則，并且藥物也相對集中，主要為山藥、菟絲子、山茱萸、枸杞子、杜仲，上述藥物均出自于《景岳全書》中補腎陰、補腎陽之經典方左歸丸、右歸丸。腎之精氣乃骨骼生長發育之根本，而腎精常以腎陰、腎陽為劃分，二者相互依存、相互為用，是以腎者有陰陽之雙面性。人至暮年，煩勞過度，天癸耗竭，常致腎精虧虛，髓減精空，骨失所養；或因命門火衰，虛寒內生，而致腰膝疼痛，髓弱骨冷；而又“無陰則陽無以生，無陽則陰無以化”，故臨證治療時不應獨護于顧陰或顧陽，當重視辨證論治，調補陰陽，以正其綱。一者腰膝酸痛，手足心熱，可予左歸丸滋補肝腎，填精壯骨，方以熟地黃大補真陰，配以菟絲子補肝腎，強腰膝，健筋骨，取補陰藥之山茱萸、枸杞子滋陰益髓，澀精斂汗，酌加溫陽補氣之品鹿角膠、山藥壯元陽，補脾益腎；二者腰背冷痛，酸軟乏力，可予右歸丸補腎壯陽，強筋壯骨，方以鹿角膠、杜仲培補腎陽，同時配伍滋陰益腎之熟地黃、山茱萸、枸杞子、山藥，是謂取其“陰中求陽”之意。臨床研究[18-19]表明，左、右歸丸能顯著改善患者腰膝疼痛等不適癥狀，還具有提高血清鈣、磷水平，增強骨密度等功效。藥理研究[20]證明，左、右歸丸可通過調節AMPK、mTOR mRNA的表達與改善蛋白磷酸化水平，進而抑制大鼠股骨成脂過度分化。由此，體現出中藥復方專利治療POP無論為“陰”為“陽”，都應注重以“平”為期，以“調”為用，重視熟地黃與補氣、補陽、補陰類藥物的配伍以達益氣滋陰補血，溫陽補腎澀精之效。

3.3 謹守病機，扶正祛邪

通過對高頻藥物中藥類別分析結果來看，補虛藥與活血化瘀藥是運用最為廣泛的中藥，尤以補陽藥中杜仲、 淫羊藿、補骨脂以溫補腎陽，補氣藥中黃芪、 山藥、甘草以益氣健脾，活血調經藥中牛膝、丹參、紅花以祛瘀通絡，補血藥中熟地黃、當歸、何首烏以填精益髓，補陰藥中枸杞子、女貞子、白芍以滋肝益腎。POP患者或因稟賦虛弱，或因年老腎氣漸衰，或因房勞過度，皆可使氣血陰陽虧損。氣為血之帥，氣虛則血脈運行無力，瘀血內生；腎為五臟六腑之大主，腎虛可加重瘀血內停，骨髓難充，即虛與瘀常相兼為患，互為因果。由此說明，在臨證用藥時不僅要究“不榮則痛”之內因，更應解“不通則痛”之外患，治當謹守病機，扶正去邪，重視補虛與瀉實并重，一則可溫腎補脾，益陰潛陽，二則可活血通絡，溫經止痛。

通過組間連接的聚類分析方法，得出8類常用藥物組合。參照《中醫藥防治原發性骨質疏松癥專家共識(2020)》[21]本病可分為腎陽虧虛、肝腎陰虛、脾腎陽虛、腎虛血瘀、脾胃虛弱、血瘀氣滯6個證型，與本研究的聚類結果相比，既有相似之處，又不乏自身特色，其中有7個聚類與共識中的5個證型基本對應。C1：鹿角膠、山茱萸、菟絲子、山藥、枸杞子、熟地黃、杜仲為左歸丸、右歸丸、濟生腎氣丸的重要組成部分，可用于腎陽虧虛證、肝腎虧虛證。臨證遣方時若虛寒癥狀明顯者，可酌加淫羊藿、骨碎補、肉蓯蓉等以溫陽散寒；若陰虛火旺明顯者，可配伍龜甲、牛膝以滋陰降火；若至疾病后期，患者陰陽俱虛，可配伍C3：巴戟天、女貞子以陰陽并補。C2：白芍、何首烏、黨參、茯苓、白術、川芎、甘草、當歸為四君子湯、四物湯、八珍湯化裁的聚類方，可用于脾胃虛弱證。現代藥理研究[22]顯示，八珍湯作為氣血雙補代表方，具有提高免疫力，改善血流動力學，促進創傷恢復，加速骨折愈合等功效。C4：雞血藤、牛膝，C5：三七、紅花、續斷，C8：丹參、骨碎補、淫羊藿3個聚類方中，其中雞血藤、三七、紅花活血補血，散瘀止痛；牛膝、續斷、骨碎補、淫羊藿補肝腎，強筋骨，此類藥物組合均為補腎藥與活血藥相配伍，可作為POP腎虛血瘀證基礎方。C7：補骨脂、黃芪可用于脾腎陽虛證型。網絡藥理學研究[23]表明，黃芪具有多成分、多靶點、多過程抗POP作用特征，其可通過調控 Toll樣受體、PI3K-Akt等相關信號通路參與骨代謝影響骨微環境。C6：狗脊、肉蓯蓉、牡蠣為祛風濕、強筋骨的聚類，可用于寒濕痹阻證，這是唯一與共識不相對應的證型。

綜上，本研究通過檢索國家知識產權局中國專利平臺中治療POP的中藥復方專利數據，運用詞云可視化分析圖、性味歸經雷達統計圖、桑基圖能量分流圖、關聯規則web可視化布局圖等數據處理方法反映出中藥復方專利治療POP有一定規律可循。常以補肝腎、強筋骨為基，活血化瘀為要，并輔以補氣、補血、溫陽、益陰、祛濕之法，且始終遵循“補益肝腎，以夯其基；調補陰陽，以正其綱；謹守病機，扶正祛邪”為宗旨。符合中醫藥治療POP的理論基礎，體現出對POP病因病機的標本并治，對臨床合理用藥提供了理論依據和參考，更大的發揮了中藥在治療POP的作用。