基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析中藥空氣消毒處方的用藥規(guī)律*

莫謙，楊婷媛，韋增釗，陶玲，付艾妮，張磊

（江漢大學(xué)醫(yī)學(xué)院，湖北 武漢 430056）

目前常用的空氣消毒法有紫外線照射、機械通風(fēng)過濾和過氧化物類為主的化學(xué)消毒法等[1]，存在造價成本高、技術(shù)難度大、對人體有毒副作用和對器械有腐蝕性等不足之處。如紫外線、臭氧消毒不宜在有人條件下進行；化學(xué)消毒劑噴灑具有腐蝕性、刺激性，易對人體和設(shè)備造成損害等。章潔等[2]發(fā)現(xiàn)在住院病房中運用中藥復(fù)方進行熏蒸消毒后，其消毒效果與紫外線相當；呂鵬等[3]報道中藥香囊對金黃色葡萄球菌、白色念珠菌等均有一定的抑制作用，對空氣中的細菌也具有清除效果。近年來研究發(fā)現(xiàn)，中藥在空氣消毒領(lǐng)域具有良好消毒效果，較其他消毒方法而言，具有純天然、無毒、安全系數(shù)高等優(yōu)勢，已較為廣泛地運用到生活和醫(yī)療領(lǐng)域中[4]，但目前尚無此類數(shù)據(jù)挖掘的文獻報道，基于此，本研究擬通過對中藥空氣消毒的相關(guān)臨床研究文獻及中國專利公布公告中的專利數(shù)據(jù)進行深入分析，運用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，探討中藥空氣消毒的用藥規(guī)律及特點，以期為臨床空氣消毒或新型中藥空氣消毒制劑的研發(fā)等提供借鑒。

1 資料與方法

1.1 資料來源 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫（CNKI）、中文科技期刊全文數(shù)據(jù)庫（VIP）、中國生物醫(yī)學(xué)文獻數(shù)據(jù)庫（Sinomed）、萬方數(shù)據(jù)庫（Wanfang）以及國家知識產(chǎn)權(quán)局中國專利公布公告（http://epub.sipo.gov.cn/gjcx.jsp）。

1.2 檢索條件①選用檢索詞為“中藥”或“中草藥”或“中醫(yī)藥”和“空氣消毒”，檢索項選擇“主題”，文獻類型限制為“期刊論文”，檢索年限為上述數(shù)據(jù)庫建庫至2021年1日31日；以CNKI檢索為例：檢索式為：SU=空氣消毒AND SU=（中藥+中草藥+中醫(yī)藥）進行檢索。②國家知識產(chǎn)權(quán)局中國專利公布公告中，摘要/摘要說明項處填寫“空氣消毒”，類型選擇為“發(fā)明公布”，檢索年限為1990年7月4日至2021年1月31日。

1.3 處方篩選

1.3.1 納入標準①中藥空氣消毒的臨床研究文獻消毒效果確切，達到衛(wèi)生部《消毒管理辦法》Ⅲ類環(huán)境標準（≤500 cfu·m-3）及以上；或發(fā)明專利中的中藥組方介紹可用于空氣消毒；②中藥空氣消毒處方組成明確，劑型不限。

1.3.2 排除標準①綜述、Meta分析、動物實驗研究；②重復(fù)發(fā)表及中藥空氣消毒處方相同者，只取1次/篇；③中藥空氣消毒制劑或組方構(gòu)成不明確者；④處方中含有《中藥大辭典》[5]中未收錄的中藥；④單味中藥處方。

1.4 數(shù)據(jù)提取及規(guī)范化處理 運用Excel 2016對所納入的文獻或?qū)＠凑兆髡摺祟}、治療方式、處方等進行儲存管理；建立“中藥空氣消毒的處方數(shù)據(jù)庫”的文獻數(shù)據(jù)庫，參考《中藥大辭典》[5]和《中華人民共和國藥典》[6]2020年版第一版，對錄入數(shù)據(jù)庫中的中藥名稱等進行規(guī)范化處理。如雙花、銀花規(guī)范為金銀花等。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 運用Excel 2016對中藥空氣消毒處方中的中藥名稱、歸類等進行頻次分析；運用SPSS Modeler 18.0進行關(guān)聯(lián)規(guī)則分析；運用SPSS Statistics 26.0進行聚類分析。

2 結(jié)果

2.1 篩選結(jié)果 初步檢索得到相關(guān)結(jié)果共1687條，其中發(fā)明專利848項，數(shù)據(jù)庫文獻839篇（CNKI 205篇、VIP 122篇、Sinomed 249篇、Wanfang 263篇）。根據(jù)納入及排除標準，最終篩選出符合標準的文獻49篇，發(fā)明專利65項；經(jīng)整理后共得到處方117首。

2.2 頻數(shù)統(tǒng)計

2.2.1 中藥頻次分析 對錄入數(shù)據(jù)庫中的117首中藥空氣消毒處方進行頻次統(tǒng)計，共計中藥190味，累計使用頻次789次。使用頻次≥10的中藥共20味，累計使用頻次446次（56.53%），前5位中藥依次為艾葉、蒼術(shù)、廣藿香、薄荷、金銀花；頻率（頻次/117）均達24%以上，見表1。

2.2.2 高頻中藥的功效分析 對表1中藥的功效進行頻次分析。結(jié)果顯示，20味中藥共涵蓋了6種功效分類，排名前3位的類別依次為清熱藥、化濕藥和解表藥，見表2。

表2 高頻中藥的功效分類

2.2.3 高頻中藥的性味、歸經(jīng)分析 對表1中藥的性味、歸經(jīng)進行統(tǒng)計分析，同一味中藥的多個藥性、藥味、歸經(jīng)分別統(tǒng)計。在20味中藥中，藥性累計出現(xiàn)446次，頻次最高為溫性，其次為寒性、涼性和平性；藥味累計出現(xiàn)608次，頻次最高為辛味，其次苦味和甘味；歸經(jīng)累計出現(xiàn)1255次，其中頻次最高為肺經(jīng)，其次為胃經(jīng)、脾經(jīng)和肝經(jīng)等；見表3。

表1 中藥頻次分析（頻次≥10）

表3 高頻中藥的藥性、藥味和歸經(jīng)分布統(tǒng)計

2.3 高頻中藥主要藥理活性成分及抗病毒、抗菌情況 對表1中藥的主要藥理活性成分進行統(tǒng)計，結(jié)果顯示，20味中藥的藥理活性成分以揮發(fā)油類成分常見，而該類成分在空氣消毒的過程中發(fā)揮重要作用，見表4。

表4 高頻中藥主要藥理活性成分及抗病毒、抗菌情況

2.4 關(guān)聯(lián)規(guī)則分析 運用SPSS Modeler 18.0對處方數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)規(guī)則分析，建立“數(shù)據(jù)源-類型-網(wǎng)絡(luò)-Apriori”的關(guān)聯(lián)規(guī)則數(shù)據(jù)流；設(shè)置支持度為10%，置信度為70%，最大前項數(shù)為2，提升度>1等條件挖掘空氣消毒處方中的潛在中藥組合，共計得到中藥關(guān)聯(lián)規(guī)則9組，見表5；使用頻次≥10的中藥關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化展示見圖1。

表5 中藥空氣消毒的常用中藥關(guān)聯(lián)規(guī)則（支持度≥10）

圖1 中藥空氣消毒常用中藥關(guān)聯(lián)性網(wǎng)絡(luò)圖

2.5 聚類分析 運用SPSS Statistics 26.0對高頻中藥（使用頻次≥10次）進行聚類分析，采用組間聯(lián)接的聚類分析方法；結(jié)合中藥學(xué)相關(guān)知識，共得到4類中藥聚類組合，類1：黃芩、黃柏、厚樸、金銀花、魚腥草、板藍根、野菊花；類2：艾葉、蒼術(shù)、廣藿香、佩蘭、石菖蒲；類3：連翹、桂枝、白芷、貫眾；類4：丁香、荊芥、大青葉。再繪制其聚類樹狀圖，見圖2。

圖2 中藥空氣消毒高頻中藥聚類分析樹狀圖

3 討論

中藥是我國中醫(yī)藥傳統(tǒng)瑰寶之一，用于空氣消毒的歷史悠久且應(yīng)用廣泛，早在《肘后備急方》便首先提出了中藥燒熏的空氣消毒法，如“太乙流金方……中庭燒，溫病人亦燒熏之”等。近年來，醫(yī)院環(huán)境中運用中藥空氣消毒制劑進行臨床實驗的研究日益增多，研究表明，中藥空氣消毒法是一種經(jīng)濟安全、快捷有效，獨具中醫(yī)藥特色的方法[4]。

本研究共納入117首處方，其中使用頻次≥10的中藥共計20味，占全部藥味的10.53%，占總用藥頻次的56.53%；這表明中藥空氣消毒處方的用藥較為集中，其中使用頻次較高的中藥有艾葉、蒼術(shù)、廣藿香、薄荷、金銀花、連翹等；韓軼等[27]報道過艾葉揮發(fā)油可在體外抑制呼吸道合胞病毒和流感病毒；此外，蒼術(shù)[8]、廣藿香[9]、薄荷[10]、金銀花[11]、連翹[12]均有文獻報道在體內(nèi)外具有抑制和殺滅病毒的藥理活性。從高頻中藥的功效分析結(jié)果來看，頻次最高的中藥主要為清熱藥，而清熱藥中又以清熱解毒藥常見。從高頻中藥的性味、歸經(jīng)分析結(jié)果來看，四氣以溫性為主，五味以辛味為主，歸經(jīng)以肺、胃經(jīng)為主。從高頻中藥的主要藥理活性成分來看，其中絕大部分中藥均含有揮發(fā)油類成分，中藥揮發(fā)油類活性成分在空氣消毒時，不僅可抑制或殺滅空氣中病原微生物，還可經(jīng)呼吸分布到人口鼻呼吸道黏膜上，對進入到口鼻呼吸道的病原微生物有直接殺滅作用[28]。

基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的Apriori算法得到支持度≥10%的中藥組合共9組，置信度≥80%的中藥組合有佩蘭、廣藿香→艾葉和佩蘭、艾葉→蒼術(shù)，提示相關(guān)性高的中藥組合主要集中在艾葉、蒼術(shù)、佩蘭、廣藿香的相互組合；圖1中線條粗細代表著中藥之間的關(guān)聯(lián)強度，越粗表示中藥間關(guān)聯(lián)性越強，其中艾葉、蒼術(shù)、廣藿香、厚樸之間的鏈接顏色較深，即表明關(guān)聯(lián)度較強。由此可知，艾葉、蒼術(shù)、廣藿香、佩蘭、厚樸等這類具有密切關(guān)聯(lián)的核心中藥組合配對，是中藥空氣消毒處方的首選。

聚類分析可聚為4類。類1包括黃芩、黃柏、厚樸、金銀花、魚腥草、板藍根、野菊花，主要為清熱解毒類中藥，7味中藥均具有抗感染的藥理活性，如金銀花活性成分可以抗擊呼吸道合胞病毒[29]；板藍根煎劑可以干擾DNA、RNA的復(fù)制，抑制病毒的增殖[17]。類2包括艾葉、蒼術(shù)、廣藿香、佩蘭、石菖蒲，以化濕藥為主，均有芳香辟濁化濕的作用，可除四時穢濁之氣，其揮發(fā)油成分均有抗感染的藥理活性，如佩蘭揮發(fā)油可以抗擊流感病毒[14]。類3包括連翹、桂枝、白芷、貫眾；該類中藥主要活性成分揮發(fā)油均有抗病毒的藥理活性，如桂枝揮發(fā)油可以抗擊甲型流感病毒與柯薩奇病毒B3[30]。類4包括丁香、荊芥、大青葉，3味中藥揮發(fā)油都具有抗病毒的藥理活性，如荊芥揮發(fā)油可以抗擊甲型H1N1病毒[31]。

4 小結(jié)

綜上所述，本研究通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)揭示了中藥空氣消毒處方核心中藥的配伍規(guī)律，得出以下結(jié)論：中藥空氣消毒處方以清熱藥、化濕藥最多，其次為解表藥，且暫無不良反應(yīng)的報道。同時，基于中醫(yī)思想對潛在核心中藥組合、聚類組合等進行了科學(xué)性與合理性分析，在一定程度上可為臨床空氣消毒或新型中藥空氣消毒制劑的研發(fā)提供參考。但基于數(shù)據(jù)挖掘方法本身存在的局限性，所得結(jié)果還應(yīng)通過實驗研究來進一步驗證，今后將針對上述問題展開進一步研究。