基于数据挖掘研究单味与复方雷公藤制剂对类风湿关节炎贫血患者免疫、炎症、肝肾功能的影响①

孙艳秋 刘 健 忻 凌 文建庭 董文哲 方妍妍

(安徽中医药大学研究生院，合肥 230038)

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种多因素导致的以滑膜炎、软骨及骨的破坏为特征的自身免疫性疾病，可侵犯全身多个系统[1]。贫血为其最常见的关节外表现之一，与关节炎严重程度、疾病活动性及其预后关系密切[2]，可作为评估RA预后的独立参考因素[3]。

RA贫血以慢性病贫血(anemia of chronic disease，ACD)为主，贫血程度会随疾病进展加重[4]。雷公藤是被热点研究的RA调节免疫的药物，主要成分为生物碱、萜类[5]，活性成分为雷公藤甲素，具有抗炎、免疫抑制、抗肿瘤等多方面的作用[6]，然而其对肝肾功能，生殖、消化、泌尿等系统有明确损害[7]。雷公藤多苷片为临床上常用的单味雷公藤制剂，应用治疗类风湿关节炎、红斑狼疮、肾病综合征等自身免疫性疾病，有较好的临床疗效，但其对肝肾功能、生殖、消化、神经系统引起的毒副作用及不良反应不容忽视[8]。

复方雷公藤制剂新风胶囊为安徽省中医院刘健教授创制，具有良好的调节免疫、抗炎、抗氧化、改善贫血的作用[9,10]，由雷公藤、黄芪、薏苡仁、蜈蚣4味中药通过配伍组成，在临床运用多年，疗效显著且不良反应少。本研究以实验室指标为核心疗效评价指标，采用关联规则、随机行走模型等方法对我院风湿病科RA贫血住院患者相关病历资料，进行数据挖掘分析，探讨雷公藤不同剂型(单味雷公藤和复方雷公藤)对患者贫血、免疫、炎症、肝肾功能、脂代谢指标的影响。

1 资料与方法

1.1资料

1.1.1诊断标准 参考2010年美国风湿病学会和欧洲抗风湿病联盟提出的最新RA分类标准和评分系统[11]。按照世界卫生组织诊断标准，贫血定义为成年男性Hb<130 g/L，成年女性Hb<120 g/L。

1.1.2纳入及排除标准 纳入标准：符合以上诊断标准者。排除标准：①不符合诊断标准者；②合并心、脑、肺、肝、肾和造血系统等严重器质性疾病；③RA以外的继发性贫血患者；④无完整实验室检查者；⑤未成年及妊娠期患者。

1.1.3一般资料及分组 利用医院信息系统(hospital information system,HIS)收集安徽省中医院风湿病科2012年6月～2017年12月RA伴贫血住院患者的病历资料，共计1 141例患者符合本研究要求。使用雷公藤多苷片口服者(3次/d，10 mg/次)为单味雷公藤组(TPT组)，使用新风胶囊口服者(3次/d，3粒/次)为复方雷公藤组(XFC 组)。选取血常规指标：红细胞计数(RBC)、血红蛋白(Hb)、红细胞压积(HCT)、红细胞平均体积(MCV)；炎症指标：血沉(ESR)、超敏-C反应蛋白(Hs-CRP)；免疫指标：类风湿因子(RF)、抗环瓜氨酸肽抗体(Anti-CCP)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)；肝肾功能及脂代谢指标：丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶 (AST)、血肌酐(CREA)、尿素氮(BUN)、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)。以上指标的检测均在安徽省中医院检验中心完成，RF、Hs-CRP、IgA、IgM、IgG、ALT、AST、CREA、BUN、TC、TG采用日立7060型全自动生化分析仪测定。ESR 采用MONTTOR 100血沉仪检测；Anti-CCP采用IMMULITE 2000XPi检测。本次研究方案经安徽省中医院伦理委员会批准后实施。

1.2方法

1.2.1数据提取 利用SQL Server管理工具从我院风湿病科资料数据库中调取住院资料，进行数据提取、转换，按照需求建立数据库，经检错、清理噪声数据后锁定数据。

1.2.2数据预处理 用药后RBC、Hb升高设为“T”，正常及降低设为“F”；IgA、IgG、IgM、RF、CCP-AB、Hs-CRP、ESR、ALT、AST、CREA、BUN、TC、TG下降取值定为“T”，正常及上升定为“F”。

2 结果

2.1两组患者一般情况 依据纳入及排除标准，共计1 141例RA患者符合本研究要求，其中TPT组504例，XFC组637例。两组患者在性别、年龄及住院治疗天数等方面，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

2.2两组RA贫血患者的贫血指标治疗前后及差值情况 与本组治疗前相比，两组RA贫血患者经不同雷公藤制剂治疗后，贫血指标RBC、Hb、HCT、MCV指标值均升高，差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)；两组治疗前后差值相比较，XFC在升高RBC、Hb、HCT、MCV方面均优于TPT组，差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)；见表2。

2.3两组RA贫血患者的免疫炎症指标比较 与本组治疗前相比，两组RA贫血患者治疗后ESR、Hs-CRP、RF、IgG、IgM、Anti-CCP均降低，差异具有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。

两组治疗前后差值相比较，TPT在降低ESR、Hs-CRP方面均优于XFC组，差异具有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。XFC在降低RF、IgG、IgM、Anti-CCP方面，优于TPT组，差异具有统计学意义(P<0.05或P<0.01)；两组在降低IgA方面，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表3。

2.4两组RA贫血患者肝肾功能、脂代谢指标治疗前后及差值情况 与本组治疗前相比，两组RA贫血患者治疗后ALT、BUN、TG均升高，差异具有统计学意义(P<0.01)。两组RA贫血患者治疗后AST方面，TPT组升高、XFC组降低(P<0.01)，表明XFC有利于肝功能AST的下降，而TPT可使肝功能AST升高，表明XFC在肝损伤AST方面安全性较高。

表1 两组RA贫血患者一般情况

Tab.1 General situation of RA patients with anemia between two groups

GroupsCases[n(%)]Male/FemaleAverage age(x±s,year)Average course of treatment (x±s,d)TPT group504(44.17)123/381(1∶3.10)61.57±9.3119.87±9.33XFC group637(55.83)152/485(1∶3.19)57.89±11.2118.99±9.34

IndexTPTBefore treatmentAfter treatmentDifference valueXFCBefore treatmentAfter treatmentDifference valueRBC(1012 L-1)3.65±0.493.75±0.482)0.10±0.013.73±0.463.85±0.372)0.11±0.014)Hb(g/L )101.74±16.76104.80±15.372)3.07±1.39101.14±15.86104.59±14.642)3.45±1.224)HCT(%)35.00±4.5736.05±4.171)1.05±0.4034.97±4.4236.13±4.111)1.16±0.313)MCV(fl)89.18±7.6889.64±7.941)0.46±0.2688.86±6.9589.39±7.022)0.53±0.074)

Note:1)P<0.05,2)P<0.01,vs Before treatment; 3)P<0.05,4)P<0.01,compared with the difference of treatment in TPT group.

IndexTPTBefore treatmentAfter treatmentDifference valueXFCBefore treatmentAfter treatmentDifference valueESR(mm/h)58.62±31.0539.42±23.652)-19.20±7.4052.62±32.1336.17±26.152)-16.45±5.984)Hs-CRP(mg/L)38.09±35.0711.27±10.342)-26.82±24.7432.25±30.3611.23±10.492)-21.02±19.874)RF(U/ml)165.24±154.87153.49±143.342)-11.75±11.53187.86±181.66156.84±158.822)-31.86±22.844)IgA(g/L)2.81±1.332.72±1.21 -0.09±0.122.83±1.372.68±1.20-0.16±0.17 IgG(g/L)14.18±4.6013.70±4.191) -0.48±0.4113.70±4.6913.06±4.372)-0.64±0.323)IgM(g/L)1.45±0.601.34±0.041)-0.11±0.561.47±0.631.27±0.021)-0.20±0.614)Anti-CCP(U/ml)273.07±187.32237.70±159.372)-35.37±27.95281.98±186.75244.67±164.822)-37.31±21.932)4)

Note:1)P<0.05,2)P<0.01,vs Before treatment; 3)P<0.05,4)P<0.01,compared with the difference of treatment in TPT group.

两组治疗前后差值相比较，治疗后ALT、BUN均升高，TPT组较XFC组升高明显，故XFC组在肝肾功能ALT、BUN方面较TPT组影响小，差异有统计学意义(P<0.01)。两组RA患者治疗后AST方面，TPT升高、XFC组降低，故XFC组在肝功能AST方面较TPT组影响小，差异有统计学意义(P<0.01)。两组RA患者治疗后BUN均升高，TPT组较XFC组升高明显，故XFC组在肾功能BUN方面较TPT组影响小，差异有统计学意义(P<0.01)。两组RA患者治疗后TG均升高，TPT组较XFC组升高明显，差异有统计学意义(P<0.01)。在降低CREA、TC方面，差异无统计学意义(P>0.05)。见表4。

2.5新风胶囊和雷公藤多苷片与贫血、免疫、炎症、肝肾功能、脂代谢指标的关联分析 设定前项为实验室指标(RBC、Hb、HCT、MCV、IgA、IgM、IgG、Anti-CCP、RF、Hs-CRP、ESR、ALT、AST、CREA、BUN、TC、TG)，后项为TPT、XFC，最小支持度为35%，最小置信度为70%，经Apriori模块分析，每项以置信度最高排名取值，经关联规则可知XFC、TPT的使用均与RBC、Hb的升高， RF、 Hs-CRP的降低高度相关；并且XFC在升高RBC、Hb，降低RF的支持度、置信度方面均高于TPT，而TPT在降低Hs-CRP的支持度、置信度方面均高于XFC。以上关联规则的支持度均大于40%，置信度均大于70%，提升度均大于1；余关联均小于最小支持度，未出现关联结果。见表5。

表5 TPT、XFC与贫血指标、免疫、炎症、肝肾功能、脂代谢指标的关联分析

Tab.5 Association analysis of TPT and XFC with anemia index,immunity,inflammation,liver and kidney function and lipid metabolism index

Former termSuccedentSupport(%)Confidence(%)LiftRBC ↑XFC64.4593.681.46Hb↑XFC52.9588.811.75RF↓XFC46.3590.911.49Hs-CRP ↓XFC62.1384.181.33RBC ↑TPT43.4776.871.37Hb↑TPT49.2175.141.28RF↓TPT42.1782.211.42Hs-CRP ↓TPT68.6794.341.77

表4 两组患者肝肾功能及脂代谢指标治疗前后及差值情况

Tab.4 Liver and kidney function and lipid metabolism before and after treatment and difference between two groups

IndexTPTBefore treatmentAfter treatmentDifference valueXFCBefore treatmentAfter treatmentDifference valueALT(U/L)15.71±9.0619.32±10.132)3.61±1.0716.50±8.85 18.94±9.652)2.44±0.804)AST(U/L)18.08±8.4018.77±8.542)0.69±0.1418.94±8.63 18.86±8.592)-0.08±0.044)CREA(μmol/L)53.68±18.5451.96±15.30-1.72±3.24 52.19±21.7251.53±20.76-0.67±0.96BUN(mmol/L)5.39±1.935.53±1.771)0.14±0.165.20±1.77 5.23±1.691)0.03±0.084)TC(mmol/L)4.29±0.924.46±0.980.17±0.064.48±1.06 4.67±1.11 0.22±0.05TG(mmol/L)1.31±0.421.47±0.462)0.16±0.041.40±0.45 1.47±0.462)0.06±0.014)

Note:1)P<0.05,2)P<0.01,vs Before treatment; 3)P<0.05,4)P<0.01,compared with the difference of treatment in TPT group.

表6 两组患者RBC、Hb、RF、Hs-CRP的随机行走模型综合评价指标情况

Tab.6 Comprehensive evaluation index of RBC,HGB,RF and Hs-CRP random walk model in two groups

GroupsIndexMaximumrandom fluctuationRandomwalk stepsWalking forwardgrowth rateRandom fluctuationpower rate valueImprovementfactorRatioTPT groupRBC2921 3810.114 90.326 7±0.093 70.211 48.71XFC group2701 1220.133 90.425 7±0.155 50.240 67.47TPT groupHb3221 3810.126 70.332 8±0.102 30.233 27.89XFC group2691 1220.133 40.426 5±0.146 40.239 87.50TPT groupRF4231 2210.177 60.379 1±0.095 30.346 45.63XFC group4481 0230.233 80.404 8±0.151 10.437 94.28TPT groupHs-CRP6331 0880.319 40.319 1±0.096 90.58183.13XFC group6801 2870.277 20.299 3±0.090 20.528 43.61

图1 两组RA贫血患者RBC、Hb、RF、Hs-CRP随机行走模型评价Fig.1 Evaluation of RBC,Hb,RF,Hs-CRP random walking model evaluation of RA patients accompanying with anemia in two groupsNote:A.RBC；B.Hb；C.RF；D.Hs-CRP.

2.6运用行走模型分析两组药物对贫血指标、炎症、免疫指标的改善情况 随机行走模型显示：XFC组RBC、Hb、RF在行走正向增长率、随机波动幂率值、改善系数、期望改善值等方面均优于TPT组，而TPT组在降低Hs-CRP行走正向增长率、随机波动幂率值、改善系数、期望改善值等方面优于XFC组；见表6、图1。

3 讨论

西医治疗RA以改善患者临床症状、控制疾病活动、延缓病情进展为主要目标[12]，常用的药物有非甾体类抗炎药、改善病情抗风湿药、免疫抑制剂等；虽有疗效，但毒副作用明显。中医治疗RA具有久远历史，而中药的运用首推雷公藤,其具有祛风湿通经络的作用，药理研究表明雷公藤有良好的抗炎止痛、调节免疫、抗肿瘤等作用；石丽萍等[13]研究发现雷公藤水煎液能显著下调 PBMC的增殖活性，并能够抑制细胞因子IL-6、TNF-α的分泌，进一步表明中药雷公藤能够减缓RA进展，与抑制PBMC功能、细胞因子活性有关。张前德等[14]研究发现，雷公藤甲素治疗RA是通过抑制患者滑膜细胞分泌VEGF、MMP-9，抑制血管新生、血管翳形成，进而减缓对骨的侵蚀。赵凌杰等[15]发现RA患者心血管风险明显高于正常人群，与血脂代谢异常密切相关。董文哲等[16]运用数据挖掘将RA患者分为雷公藤多苷联合中药组、单纯雷公藤多苷组，发现雷公藤多苷片联合健脾化湿中药在降低IgM、Hs-CRP方面优于单纯使用雷公藤多苷片口服。

新风胶囊是由中药雷公藤配伍黄芪、薏苡仁、蜈蚣组成，可减轻雷公藤的毒性，增强祛风湿通经络的功效。现代药理研究表明：黄芪甲苷有调节免疫、缺血保护、抗炎和抗肿瘤等作用[17]。薏苡仁具有抗肿瘤、增强免疫、镇痛消炎的作用。蜈蚣具有抗炎、镇痛，抑制血小板聚集，抑制肿瘤细胞增殖的作用[18]。文献显示新风胶囊治疗RA机制可能与升高 CD4+CD25+Treg 的比例，增强 Foxp3、CD4、CD25等蛋白的表达，降低促炎因子CORT、TNF-α、IL-6，升高抑炎因子IL-4、IL-10等，调节神经-内分泌-免疫网络，调节 Notch 信号传导通有关[19]，对于其改善RA患者贫血状态，可能与升高血清EPO的水平、调节铁代谢、细胞因子平衡有关[20]。新风胶囊治疗RA，临床上已取得满意的疗效，可改善患者整体及局部关节症状，可降低免疫炎症反应、保护红细胞变形能力,具有稳定红细胞膜，改善血液黏滞性,增加微循环灌注，改善细胞代谢和促进功能恢复等功效[21]，作为雷公藤复方制剂，不仅发挥了雷公藤治疗RA的优势，更是降低了单味雷公藤的毒副作用。以上研究表明雷公藤多苷片和新风胶囊对于改善RA贫血状态、调节免疫、抗炎等有确切疗效，且XFC在升高RBC、Hb、RF、IgG、IgM、Anti-CCP方面优于TPT；更明显的是与服用雷公藤多苷片相比，XFC组在肝肾损伤ALT、AST、BUN方面较TPT组小，表明XFC对肝肾功能影响较小，安全性较高。

关联规则是两个或两个以上取值之间存在的规律，反映了数据集各元素之间的有趣联系[22]。最小支持度 (minsup)和最小置信度(minconf)都是由用户所给定，生成的关联规则中所有支持度和置信度都不小于 minsup 和 minconf 的被称为强关联规则[23]。本研究关联规则分析：复方雷公藤制剂(新风胶囊)、单味雷公藤制剂(雷公藤多苷片)与贫血、免疫炎症、肝肾功能指标的改善均有强关联关系，且新风胶囊组与RBC、Hb、RF指标关联支持度、置信度、提升度均高于雷公藤多苷组，表示新风胶囊的干预与以上指标的改善具有强关联。

随机行走模型是集数理概率论于一体的数学模型[24]，广泛用于生物医学领域。评价指标体系是否有效、患者机体抗病能力、治疗措施等多方面因素，都会对长程关联产生影响。在确认长程关联的基础上，我们可以通过随机正向增长率来衡量疗效的好坏。郭锦晨等[25]通过随机行模型分析发现,在RA患者中，芙蓉膏外敷联合中药内服对炎症指标的改善，优于单纯内服中药的患者。董文哲等[16]通过随机行走模型分析发现使用不同雷公藤制剂的RA患者IgM、Hs-CRP、CCP-AB指标水平的变化与接受措施存在长程关联。本研究随机行走分析显示，两组患者的RBC、Hb、RF、CRP的随机波动幂律值、随机正向增长率水平提示患者的RBC、Hb、RF、CRP的变化和患者接受的干预措施存在长程关联，也就是说患者接受的治疗措施影响着患者贫血指标、免疫炎症指标的变化。XFC组RBC、Hb、RF在行走随机正向增长率、随机波动幂率值、改善系数、期望改善值等方面均优于TPT组，反映了新风胶囊改善RA贫血患者的RBC、Hb、RF确切作用，结合对贫血指标、免疫炎症、肝肾功能、脂代谢的指标分析，进一步说明复方雷公藤制剂新风胶囊的有效性、安全性。

本研究以实验室指标为基础构建随机行走模型，并且结合信息网络技术、统计学、临床流行病学等方法将单味与复方雷公藤治疗RA贫血进行有效对比，发现不同剂型雷公藤制剂均能改善RA贫血患者的免疫、炎症及贫血指标，并且复方雷公藤制剂在改善患者贫血程度、调节免疫反应、减少肝肾功能损伤方面优于单味雷公藤制剂，且安全性较高。