基于关联规则结合贝叶斯网络的新型冠状病毒肺炎证素规律的文献研究＊
2020-06-20冯贞贞李建生
春 柳，谢 洋，冯贞贞，李建生，＊＊
（1.河南中医药大学，呼吸疾病中医药防治省部共建协同创新中心 河南省中医药防治呼吸病重点实验室 郑州 450046；2.河南中医药大学第一附属医院 郑州 450000）
新型冠状病毒肺炎（COVID-19，以下简称新冠肺炎），是一种新发现于中国武汉的具有强传染性的呼吸系统疾病。中医治疗疫病有着悠久的历史并积累了丰富的经验，对其病因、病机、辨证论治等较多医家均有深入研究[1-2]。目前新冠肺炎的发病规律尚不明确[3]，辨明新冠肺炎的证素演变规律，宏观把控疾病病机转化特点，是治疗新冠肺炎的前提。本研究拟对目前发布的中医药防治新冠肺炎诊疗方案、论文等相关文献中的证候、证素、疾病分期等内容进行系统的分析，以进一步探究新冠肺炎的证素分布特点及演变规律，从而为准确辨证论治、既病防变提供借鉴与参考。
1 资料与方法
1.1 文献资料来源
检索国家及各省、自治区和直辖市卫健委官方发布的新冠肺炎中医诊疗方案及中国知网新冠肺炎相关文献，检索时间截止2020年2月24日。
1.2 纳入标准
具有明确关于新冠肺炎证候分型的文献。
1.3 排除标准
①仅研究单一证候的文献；②文献综述、个别病例报道、专家经验介绍等类型文献；③重复发表的论文或重复引用的文献内容，仅取1篇。
1.4 资料处理
1.4.1 规范证候名称
根据《中医临床诊疗术语国家标准·证候部分》[4]、《中医药学名词》[5]对文献中辨证分型的名称进行规范，如“风热夹湿证”规范为“风热挟湿证”，“肺脾气虚证”、“肺脾气虚夹湿证”合并为“肺脾气虚证”。此外，为不遗漏相关病性和病位的信息，对于不适合归类的证候，如“疫毒袭肺证”、“疫毒闭肺证”等予以保留。
1.4.2 证候要素的提取
参照《证素辨证学》[6]、《中医诊断学》[7]以及证素研究相关文献[8-9]，对提出的证候按照病性、病位两个方面进行证素分解，如“肺脾气虚证”拆分为病性证素“气虚”和病位证素“肺”、“脾”。拆分意见不一致时由课题专家讨论决定。
1.5 数据的录入
将文献中出现的证候按要求拆分成病性证素、病位证素，以“0”、“1”的形式表示（0为无，1为有）并输入Microsoft Excel内，采用双人独立录入的方式。
1.6 数据统计与挖掘
1.6.1 统计描述
采用SPSS 22.0对证素及证素组合规律进行统计描述。
1.6.2 数据挖掘
以SPSSModeler 14.1为工具进行关联规则分析，构建“数据源-类型-Apriori-网络”数据流，挖掘证素间频繁项集及关联规则，并绘制网状图，探讨新冠肺炎证素间的关系。采用SPSSModeler 14.1软件包建立新冠肺炎各个分期与证素间的贝叶斯网络模型，得出不同分期中证素出现的条件概率，探讨新冠肺炎不同分期的证素演变规律。
2 结果
2.1 文献检索
共收集到42篇合格文献，其中国家和各个省、自治区、直辖市卫健委发布的新冠肺炎中医诊疗方案27篇，公开渠道发表的文献15篇，共计212条记录（每篇文献中关于证候的描述均作为一条记录）。
2.2 证素分布及组合规律
2.2.1 证素分布
共提取证候要素25个，包括病位证素12个，频率较高者依次为肺（68.87%）、心神（脑）（14.62%）、脾（10.85%）；病性证素13个，频率较高者依次为湿（37.26%）、热（火）（34.91%）、毒（33.49%）、气 虚（18.40%）、气脱（14.62%）、寒（11.78%）。
表1 新冠肺炎的证素分布（n=212）
表2 单一病性证素+病位证素组合分布
2.2.2 证素组合
证素组合有单一病性证素+病位证素（92，43.40%）、两病性证素+病位证素（104，49.06%）、三病性证素+病位证素（16，7.54%）三种组合形式。单一病性证素+病位证素组合以毒+肺（31.52%）、气虚+肺+脾（25.00%）的组合形式为主，见表2。两病性证素+病位证素以湿+热+肺（25.96%）、寒+湿+肺（17.31%）、气虚+阴虚（17.31%）的组合形式为主，见表3。三病性证素+病位证素以湿+热+毒的组合形式为主。
2.2.3 证素-证素关联规则分析
基于关联规则的Apriori算法，设置最小支持度为10%，最小置信度为60%，最大规则前项数为5，以证素作为输入变量，构建新冠肺炎证素间关联网状图。获得强关联规则10条，综合考虑双向关联关系，得出寒、湿、肺，热（火）、气脱、心神（脑），气虚、肺、脾3组强关联组合，见图1、表4。
表3 两病性证素+病位证素组合分布
2.3 不同分期新冠肺炎证素分析
基于SPSSModeler14.1软件，以新冠肺炎不同分期为目标变量，以筛选出来的各个病性证素、病位证素为输入变量，建立贝叶斯网络模型，得出新冠肺炎各个分期病性证素、病位证素概率分布表，分析每个证素与疾病分期的符合程度。新冠肺炎初期病性证素以湿（0.85）、热（火）（0.50）、寒（0.31）为主，病位主要涉及肺（0.94）和卫分（0.15）；进展期（中期）病性证素以毒（0.67）、热（火）（0.43）、湿（0.33）、痰（0.33）为主，病位主要涉及肺（0.82）；危重期病性证素以毒（0.63）、热（火）（0.42）、气脱（0.30）为主，病位主要涉及肺（0.82）和心神（脑）（0.71）；恢复期病性证素以气虚（0.93）、阴虚（0.91）为主，病位主要涉及肺(0.54)和脾(0.40)，见表5，图2。
3 讨论
证候是疾病发生、发展过程中的病理概括，是论治的前提。证素作为组成证候的主要元素，它是从证候诊断中拆分出来的最小单元，是最核心、最关键和最具有意义的内容[10]。在临床实际辨证中通过了解疾病的证素特点，一方面可以从整体上认识该疾病，拟定相应的治疗原则；另一方面也可根据不同时期疾病的证素要点推断疾病的病情变化和病位传变，对疾病的治疗和预防起着重要的作用，能够早期治疗，正确干预，控制病情进一步发展。
表4 新冠肺炎证素关联规则分析
对涉及新冠肺炎中医证候及证素分布的相关诊疗方案及文献进行分析，结果显示病性证素以湿最为常见，其次为热（火）、毒、气虚、气脱、寒，病位证素主要涉及肺，其次是心神（脑）、脾。在证素组合规律中，单一病性证素+病位证素组合以毒+肺、气虚+肺+脾的组合形式为主；两病性证素+病位证素组合以湿+热+肺、寒+湿+肺、气虚+阴虚的组合形式为主；三病性证素+病位证素组合以湿+热+毒的组合形式为主。另根据关联规则的原理，采用关联规则分析中的Apriori算法，进行新冠肺炎证素间的关联规则挖掘，结果提示：寒、湿、肺，热（火）、气脱、心神（脑），气虚、肺、脾的关联性较强。分析以上结果可知：新冠肺炎以湿邪为主，湿蕴日久，郁而化热，疫病之毒邪与湿热相搏，湿热疫毒壅塞充斥于肺，若治疗不及时，逆传心包，扰及心神，转变为内闭外脱之危症，而疾病后期多因邪毒日久损伤正气，尤其是肺脾之气。研究结果与有关新冠肺炎临床特征分析[11-13]较为一致，认为本次疫病符合中医“湿”的特点，湿为阴邪，可兼寒、兼热，亦可从寒、从热，进一步发展则湿热邪毒壅闭于肺，甚或内闭外脱，出现阴阳离绝的危象。
表5 新冠肺炎不同分期证素概率分布
图2 新冠肺炎不同分期证素贝叶斯网络
在调整后国家第六版诊疗方案[14]中初期对应新版的分型轻型，增加了普通型，进展期（中期）对应新版的分型重型，危重期对应新版的分型重症型，恢复期保留。本研究中贝叶斯网络结果显示，新冠肺炎初期病性证素以湿、热（火）、寒为主，病位涉及肺及卫分，结合发病时节，提示初始发病多为湿、寒邪侵袭肺卫，致使卫气郁闭，肺失宣降而出现出发热、咳嗽等症状，进一步发展则可能出现湿遏热伏；进展期（中期）病性证素以毒、热（火）、湿、痰邪为主，病位主要涉及肺，主要病机为湿邪困脾闭肺，入里化热，湿重于热或热重于湿，进一步发展则热邪炼液为痰，痰热互结，或者热燥伤阴，阳明腑气不通，而症见起病急、高热、腹胀、便秘等症状；危重期病性证素以毒、热（火）、气脱为主，病位证素涉及肺和心神（脑），疫疠毒邪致病性强，机体如若不能祛除疠气，则会出现热毒炽盛，壅闭于肺，甚者上扰心神、气血津液外脱而见神昏、呼吸衰竭、休克、多脏器衰竭等危重症；疾病恢复期病性证素以气虚、阴虚为主，病位涉及肺和脾，多见正气已虚而余邪未尽，虚实间杂而以虚为主[15]。结合证素分布、证素组合规律（构成比＞10%）及各个分期证素概率分布（＞0.30），可推断出新冠肺炎初期多见湿遏肺卫证、寒湿郁肺证、邪热犯肺证，进展期（中期）多见湿热蕴肺证、疫毒闭肺证，危重期多见内闭外脱证，恢复期多见肺脾气虚证、气阴两虚证。
武汉首次报道新冠肺炎感染以来，疫情迅速在湖北省及我国其他地区蔓延，通过对湖北地区新冠肺炎诊疗方案[16]及有关中医证候相关的临床调查研究[17-18]分析发现：湿邪作为该病的主要病理特点，贯穿疾病的始终，湿毒壅肺为本病的核心病机；而武汉地区12月上中旬气候温热，为少见暖冬，后降雨降温，燥湿寒温起伏，湿与热凝结，故疫毒致病性和传染性更强，疾病进展更快。因此，针对武汉地区新冠肺炎患者应更加注重早期截断扭转病机[15]，迅速祛除病原，拦截病邪深入，尽可能阻止疾病突变。
目前，关于此次新冠肺炎的病因病机，各家观点不尽相同[19-21]，本研究通过文献分析，认为在新冠肺炎的病机演变过程中，病位在肺，可累及脾，重症可及心神（脑），病因以湿邪为主，贯穿疾病的始终，湿与毒结合，湿毒壅肺为主要病机，以“湿、毒、热、闭、虚”为主要证素特点。新冠肺炎是一个新发的疾病，当前中西医结合方案是治疗新冠肺炎有效可行的方案。通过对新冠肺炎证素分布规律的研究，以期为进一步优化中医诊疗方案提供依据，充分发挥中医药在新冠肺炎救治中的积极作用。
