治疗脑血管疾病中成药中金属元素的因子分析和聚类分析

王军民

吉林医药学院临床医学院附属医院，吉林吉林 132013

脑血管疾病在我国是中老年人的常见病、多发病之一，给整个社会和患者家庭带来沉重的负担。微量元素与脑血管疾病的病因和发病机制密切相关，人体内所需的微量元素在中药中均存在，中药功效与其微量元素含量有着密切的关系[1]。为探讨该类药物中微量元素的相关作用和治疗脑血管疾病的功效关系，我们选择了常用来治疗脑血管疾病的10种中成药，对其7种金属元素的含量进行因子分析和聚类分析，以期为临床合理用药提供科学依据。

1 因子分析

1.1 原始数据及处理

选择治疗脑血管疾病的10种中成药，采用原子吸收分光光度法测定 Cu、Zn 、Fe、Cr、Mn、Ni和 Mg等 7种金属元素含量，见表1。，采用SPSS13.0软件将原始数据标准化处理，可消除原始数据间量纲的影响，标准化处理结果见表2。

从相关矩阵可以看出，79%以上的数据绝对值大于0.3，因而可以用适当的因子模型解释各变量之间的相关关系。

1.2 主因子分析

从表2的相关矩阵出发,用主成分分析法计算该矩阵的特征值和特征向量,得到特征值和方差分析结果见表3。

从表3数据可以看出，2个主因子对方差的贡献率分别为58.817%和22.257%，累计方差贡献率81.074%＞75%，用2个主因子模型可包含原始数据矩阵方差的75%以上的信息。

表1 10种治疗脑血管疾病中成药中金属元素含量（±s，mg/g）

Cu Zn Fe脑塞通强力天麻杜仲丸通塞脉片通脉宁心冲剂脉通复方银杏胶丸大活络丹中风回春片消栓通络胶囊地奥脂必妥6.9 8.581 2 19.581 2 1.268 8 17.818 8 0.775 4.418 8 2.45 5.312 5 4.625 38.518 8 40.812 5 60.487 5 12.531 2 45.025 2.406 2 24.012 5 17.606 2 25.437 5 31.175 781.675 874.112 5 980.081 2 65.225 60.443 8 46.293 8 363.662 5 349.937 2 552.793 8 170.943 8 Cr Mn Ni Mg 2.65 4.787 5 5.237 5 2.25 2.993 8 2.087 5 3.212 5 4.362 5 9.881 2 1.593 8 29.343 8 75.268 8 36.287 5 5.9375 22.481 2 0.841 7 40.225 25.118 8 58.529 13.306 2 3.006 2 5.818 8 5.043 7 1.393 8 6.012 5 1.302 8 3.618 7 5.106 2 7.156 2 2.375 9.556 2 29.015 6 52.235 9 16.035 9 89.201 6 1.302 8 9.639 1 30.000 1 35.178 1 9.040 6

表2 6个变量的相关矩阵

表3 因子分析方差解释

1.3 方差最大化旋转

对因子模型进行转换，将初始因子载荷矩阵作方差最大正交因子旋转，使公共因子载荷系数更接近于1或0，旋转后的因子载荷矩阵见表4。

表4 载荷矩阵及旋转因子载荷矩阵

1.4 因子得分

因子得分系数矩阵见表5。由这些因子得分系数和各变量标准化数据可以求得每个样本在2个主因子下的因子得分。各因子得分表达式为:

F1=-0.128Cu-0.028Zn+0.268Fe+0.368Cr+0.372Mn+0.233Ni-0.123Mg

F2=0.409Cu+0.319Zn-0.029Fe-0.152Cr-0.119Mn+0.069Ni+0.374Mg

以各主因子的贡献率为权数进行线性加权求和可得到各地区的综合因子得分(见表6)。综合因子得分表达式为:F=58.8%×F1+22.3%×F2。

表5 因子得分函数系数

表6 10种治疗脑血管疾病中成药因子得分

从因子分析可以看出，7个变量与治疗脑血管疾病有直接的影响，因子分析结果为微量元素与药效关系研究奠定了基础，研究中药中微量元素与药效的关系可以进一步解释中药治病机理。

2 聚类分析

在原始数据标准化处理基础上，利用SPSS软件采用最短距离法将10种中成药进行聚类分析,得到聚类谱系图1。

图1 10种治疗脑血管疾病中成药

从聚类图看出，脑塞通、通塞脉片和强力天麻杜仲丸样本相近，而通脉宁心冲剂、复方银杏胶丸和脉通样本离其它样本较远，聚类分析结果和因子分析结果一致。

3 讨论

从因子得分可以看出，脑塞通、通塞脉片和强力天麻杜仲丸综合因子得分最高，因此可以得出治疗脑血管疾病脑塞通、通塞脉片和强力天麻杜仲丸效果较好，三种中成药具有活血化瘀、通经活络、益气养阴的功效，用于轻中度动脉粥样硬化性血栓性脑梗死气虚血瘀证。中药治病的作用机理是中药中微量元素与体内的一些生物配体相互间复杂的综合作用，且金属元素往往是中药有机成分的配合物中心，二者协同发挥疗效。中成药重金属元素状态的研究,有助于我们发现中成药及其重金属元素的作用机理,从而为我们进一步提高疗效,降低毒性,开发新药提供了机会[2]。

[1]王新平,华志明,刘国杰.火焰原子吸收光谱法测定中草药金银花中微量元素[J].理化检验-化学分册,2006,42(6):4761.

[2]王辉珠.浅议中药及其重金属元素的作用机理[J].中医临床研究，2012,4（21）：30-31.