基于方剂构成信息的知识发现和关联网络构建挖掘海洋中药海马历代用药经验＊

赵翔凤 ，相光鑫 ，石丛薇 ，王梦瑜 ，付先军 2，3，，5＊＊，滕佳林

（1. 山东中医药大学中药学教研室 济南 250355；2. 山东中医药大学海洋中药研究中心 青岛 266000；3. 山东中医药大学青岛中医药科学院 青岛 266000；4. 山东中医药大学中医文献与文化研究院济南 250355；5. 山东省中医药组学工程技术研究中心 济南 250355）

海洋中药是指在中医药理论指导下用来防治疾病，来源于海洋的药物，已有几千年的应用历史，是祖国中药宝库的重要组成部分[1-3]。自《黄帝内经》开始，便记载了以海洋中药方剂“四乌鲗骨一芦茹丸”治疗“血枯”之病[4]。目前，海洋中药主要应用于中医临床、新药开发、保健品、食品等领域[5]，但是大部分的海洋中药并未得到充分开发。2015版《中国药典》[6]共收录成方制剂1502 个，含有海洋中药的方剂只有145 个，收载的海洋中药只有14种[7]。作为海洋经济的重要增长点之一[3]，亟需加大海洋中药的开发与利用。

海马为海龙科动物线纹海马（Hippocampus kelloggi Jordan et Snyder）、刺海马（Hippocampus histrix Kaup）、大 海 马（Hippocampus kuda Bleeker）、三 斑 海 马（Hippocampus trimaculatus Leach）或小海马（海蛆）（Hippocampus japonicus Kaup）的干燥体，有温肾壮阳、散结消肿的功效，可用于治疗阳痿、遗尿、肾虚作喘、癥瘕积聚、跌扑损伤、痈肿疔疮等疾病[6]。我国应用海马治疗疾病的历史非常悠久，最早载于《本草经集注》[8]，附于鼺鼠项下，称为“水马”，“主易产”。“海马”一名始于唐代陈藏器的《本草拾遗》[9]。现代研究，海马含有氨基酸、活性多肽、甾体类、脂肪酸等多种化学成分，具有性激素样作用以及抗炎、抗氧化、抗肿瘤等多种药理作用[10]。目前对于海马的研究多集中在补肾壮阳方面，应用相对单一，关于海马方剂及配伍应用的研究也少有报道，海马的潜在药用价值和历代医家对海马的应用经验并没有得到充分开发利用。

本研究以含海马的方剂为研究对象，采用文献挖掘、频数分析、关联规则挖掘以及关联网络构建技术，分析并发掘方剂中蕴含的历代医家对海马组方配伍及临床应用经验，以期为扩大海马的临床应用以及进一步开发提供依据。

1 资料来源与研究方法

1.1 数据来源

以《中医方剂大辞典》[11]《中国药典》《中华医典》[12]《中国临床药物大辞典·中药成方制剂卷》[13]《中华海洋本草》等著作以及期刊文献为方源，收集含有海马的相关方剂。

1.2 筛选条件

1.2.1 纳入条件

①方剂组成须含有海马，含别名和异名的方剂也应整理在内；②方剂所包含的信息应较为完整，具备方名、组成、功效、主治、剂型等信息。

1.2.2 排除条件

①组成中不含海马者。在筛选方剂过程中，以“海马”“水马”为关键词所搜集到的方剂中存在方名有海马而组成没有的问题，如《万氏秘传外科心法》[14]的“十味海马崩毒饮”，其组成中并不含海马，故将其排除。②水马非海马者。另一类需要排除的方剂是组成所含的“水马”并非指现在的药用海马，如《本草纲目拾遗》[15]的“水马散”以及《普济方》的“硼砂散”。此处的“水马”是指“水黽”，属黾蝽科水生半翅目类昆虫，《本草纲目拾遗》记载其“身硬脚长”“四足抱蝇”“高脚水面跳走”，故此类方剂也予以排除。

按照上述要求共筛选海马相关方剂154首。

1.3 数据处理

数据处理过程包括以下3个步骤：第一，将检索到的海马相关方剂录入到word 文档中，形成原始文献；第二，创建Excel 表格，设置方剂编号、方名、方源、组成、功效、主治、剂型、药味数等字段，并将原始文献的信息分类导入表格，形成原始数据；第三，对方剂组成、功效、主治等项进行标准化处理，并将处理好的数据导入数据库，以供后期进行数据挖掘和关联网络分析。在进行标准化处理时，药名参照《中国药典》《中药大辞典》[16]《中华本草》[17]《全国中草药汇编》[18]《中药学》教材[19]等书，功效参照《中医内科学》教材[20]，主治参照《中医病症分类与代码》[21]《中医临床诊疗术语·疾病部分》[22]。

1.4 数据分析及可视化网络构建

本研究采用频数分析法、关联规则挖掘方法以及关联知识网络构建方法对所收集的方剂进行研究。利用频数分析法研究含海马方剂的多种信息，包括组成药物、功效、主治、剂型、分布年代等，此方法能够直观显示出每个字段中各信息出现的频率。再将标准化后的数据转换为购物篮数据格式，用关联规则挖掘分析含海马方剂的用药及配伍规律。该过程是利用R软件平台调用arules 程序包导入海马方剂购物篮数据，以Apriori 算法对数据进行关联规则的挖掘，以置信度、支持度和提升度等结果参数作为标准。关联规则是数据挖掘常用的算法，主要用来发现数据项与其他数据项存在的关联关系，已经被广泛应用[23]。支持度是前提条件为真的百分比，用于测量普遍性；置信度是前提条件为真的记录中结论也为真的百分比，主要测量精准度[24]；提升度则是用来评估一个项集出现提升另一个项集出现的程度[25]。然后对挖掘出的关联知识进行筛选，采用arulesViz 包进行数据可视化处理，构建海马关联知识网络[26,27]。

2 数据分析结果

2.1 含海马方剂的频数分析

经过筛选，共计154首方剂符合条件，并对配伍药物、方剂组成药味数、功效、主治、剂型、分布年代作了分析。在药物配伍方面，方剂组成共涉及342味中药，其中配伍频率最高的是“鹿茸”；方剂组成的药味数有43 种，频率最高的是“7 味”；方剂中包含的功效有55种，出现最多的是“补肾”；主治病症达72种，频率最高的是“阳痿”；剂型有11种，应用最多的是“散剂”；在时间上，含海马方剂应用最广的是“现代”，频率高达57.14%。

2.1.1 含海马方剂的分布年代分析

对含海马方剂的分布年代进行分析，结果见图1，可以看到方剂出现时间最早的年代是在宋代，即《太平圣惠方》[28]，虽有金代方剂，但属于刘完素《黄帝素问宣明论方》[29]，成书时间晚于《太平圣惠方》。早期方剂数量较少，之后逐渐增多，至现代，海马的应用最为广泛。

2.1.2 含海马方剂的剂型分析

通过对含海马方剂的剂型进行频数分析发现，散剂应用最多，频率为25.97%，其原因可能是海马、人参等属于贵细药材，做成散剂可以使药材得到充分应用，且方剂中朱砂、水银、麝香等不宜入煎剂。其次，应用较多的剂型为丸剂、汤剂、膏剂、胶囊等，便于保存或服用（图2）。

2.1.3 与海马配伍中药的分析

通过频数分析方法对符合筛选条件的154首方剂中配伍药物进行分析，得出配伍频率≥20%的17 味中药，其中与海马配伍频率最高的中药是鹿茸，频率为33.77%，其次是熟地黄、肉苁蓉、人参等（表1）。

2.1.4 含海马方剂的药味数分析

采用频数分析法对含海马方剂的组成药味数进行分析，发现方剂组成药味数最少的是1 味，即海马，最多的是65味，其中频率较高的是7味或1-2味中药。其中，1味中药组成即海马单用的有10个方剂，主要区别是方源或方名不同，用量不同（1 枚或1 对），用法或剂型不同（饮片带之于身或散剂内服），主治疾病不同（难产、阳痿、失眠、哮喘、癥瘕、跌打损伤、痈疽、瘘管、疔疮等）。现将统计频数前十的药味数列出（表2）。

2.1.5 含海马方剂的功效分析

在筛选出的154 首方剂中有150 首记载了功效，通过频数分析法，统计出频数≥5 的23 种功效，其中频数最高的功效为补肾，其次为温阳、益精、补气、托毒等。可以看出，除《中国药典》中提到的“温肾壮阳、散结消肿”外，海马益精、补气、托毒、止痛等功效也非常显著（表3）。

图1 含海马方剂使用年代分布图

图2 含海马方剂剂型分布图

表1 与海马配伍的高频中药（频率≥20%）

表2 方剂组成药味数（排名前10）

表3 含海马方剂功效（频数≥5次）

2.1.6 含海马方剂主治疾病频数分析

含海马方剂中有145 首记载了主治疾病，经过统计分析，频数≥5 的有19 种，依次为阳痿、腰痛、虚劳、遗精、癥瘕、健忘等，与《中国药典》所提出的“阳痿、遗尿、肾虚作喘、癥瘕积聚、跌扑损伤、痈肿疔疮”较一致，且范围有所扩大，如腰痛、虚劳、健忘、瘿病、不寐、痹证等出现频次也较多（表4）。

表4 含海马方剂主治疾病（频数≥5次）

2.2 含海马方剂的关联规则分析

对154 首方剂进行关联规则分析，设定支持度（support）≥ 0.02，置信度（confidence）≥ 0.60，提升（lift）≥ 1，筛选出关联规则188 条，并对药物之间、药物与功效之间、药物与主治病症之间的关联规则进行分析，列出应用较多的药物-功效、药物-主治病症的关联关系。从关联规则网络图可以看出，以海马为中心，补益药物的配伍，补肾温阳的功效，以及“现代”的网络节点较为集中。这也从侧面反映出，现代对于海马的应用偏向其温肾阳的功效，甚至过分追逐其兴阳功能，而导致海马的不合理利用。

2.2.1 药物之间的关联分析

对含海马方剂的药物配伍进行关联分析，筛选出32 条关联规则，其中置信度最高的是补骨脂与熟地黄的配伍，置信度达87%，其他也多是补益药物之间的配伍。

2.2.2 海马配伍药物与功效的关联分析

图3 含海马方剂关联规则的矩阵图(A)和网络图(B)

对含海马方剂的药物与功效进行关联分析，并统计功效排名前3 的分析结果，可以看出，方中除海马外，单味药淫羊藿，药对为淫羊藿与人参时，“补肾”功效的置信度较高，分别为87%和92%；单味药为狗肾，药对为锁阳、人参，3 味药为熟地黄、淫羊藿、人参时，“温阳”功效的置信度较高，分别为74%，70%，68%；药对为枸杞子、附子，3 味药为熟地黄、肉苁蓉、茯苓时，“益精”功效的置信度最高，分别为67%和72%。

2.2.3 海马配伍药物与主治病症的关联分析

对含海马方剂的药物与主治病症进行关联分析，并列出药物与阳痿、腰痛、虚劳、癥瘕等疾病的关联分析结果，枸杞子、补骨脂、肉桂配伍时，治疗疾病为阳痿的置信度最高，为89%；熟地黄，五味子，覆盆子配伍时，治疗腰痛的置信度最高，为100%；鹿茸，附子，菊花配伍时，治疗虚劳的置信度最高，为83%；单味药为醋，或醋与樗鸡、干漆、硇砂、斑蝥、水蛭、没药、当归配伍等57种组合时，治疗癥瘕的置信度均为100%。

3 讨论

3.1 海马应用源流

海马一药应用历史较为长远，查阅历代本草文献可知，自梁代起，该药便以“水马”之名记载于《本草经集注》，唐代《本草拾遗》首次出现“海马”一名，皆用来治疗难产。至宋代，《本草图经》载其治疗“难产及血气”。最早提出海马补助元阳的是宋·陈衍的《宝庆本草折衷》（1227 年）[30]，此后，海马补阳的功效逐渐被认识。而消癥瘕及治疔疮中毒最早见于明·李时珍《本草纲目》，其后的本草文献中，未添入新的功效。在方剂中，出现含海马最早的方剂沉香汤（《太平圣惠方》），和海马单用治难产方（《证类本草》），均是治疗难产。血竭散（《鸡峰普济方》）和辰砂大红丸（《黄帝素问宣明论方》）治妇人血气痛，补真丹（《黄帝素问宣明论方》）最早用来治疗男子元脏虚冷，之后海马多用于补肾温阳的方剂中。然而，应用海马补肾温阳最多的还要属现代。中国知网上最早有关海马的文章是1957年发表在《中药通报》[31]以及《生物学通报》的[32]《海马》，两篇文章均提到了海马具有强壮、兴奋的作用，且海马在当时已经是珍贵药材，售价较高。

表5 海马配伍药物的关联分析（排名前10）

3.2 含海马方剂的药物配伍分析

3.2.1 海马与鹿茸配伍

在154 个方剂中，与海马配伍最多的是鹿茸。在性味归经方面，二者一致，皆为味甘、咸，性温，入肝、肾经；在功效方面，都属于血肉有情之品，能够补肾填精、温肾壮阳、振奋阴器[6,17]；在七情关系方面，二者属于相须，共同治疗阳痿、腰痛、虚劳等病。

表6 海马配伍药物与主要功效的关联分析（各功效前10项）

3.2.2 海马与熟地黄的配伍

海马温肾壮阳、散结消肿，熟地黄滋阴补血、益精填髓，二者一阳一阴，相辅相成。肾为水火之脏，内舍真阴真阳，阳气无阴则不化。张景岳言：“善补阳者，必于阴中求阳，则阳得阴助，而生化无穷。”[33]故用海马与熟地配伍，寓阴中求阳之意。

3.2.3 海马与酒、醋的配伍

在含海马方剂中，酒的配伍也较多。此处酒的作用有三，一为用酒做溶媒，如154 首方剂中有11 方用到了酒剂，现代研究也表明，乙醇有助于海马中有效成分的溶出[34-37]；二为用酒助药力，包括以酒糊丸、入酒同煎、用酒送服3 种，酒性温，味甘苦辛，可以通血脉，御寒气，行药势[16]，还可暖肾兴阳[38]，有助于海马温肾壮阳作用的发挥；三为以酒去腥味，海马属海洋动物药，腥味较大，难以直接入口，而酒制后可矫味矫臭，便于服用。此外，在治疗癥瘕时，多与醋配伍，有57 种组合的置信度可达100%，多为以醋糊丸，增强药力，盖因醋酸、苦、温，入肝、胃经，可治疗痃癖癥瘕、痈疽疮肿等[16]。

表7 海马配伍药物与主治病症的关联分析（各主治病症前5项）

3.2.4 配伍药物的关联分析

在配伍药物的关联分析中，置信度最高的是补骨脂与熟地的配伍，补骨脂性味辛、苦、温，归肾、脾经，可温肾助阳，纳气，止泻；熟地黄性味甘、温，归肝、肾经，可滋阴补血，益精填髓。二者均为温性药，且入肾经，补骨脂温肾阳、涩精止遗，熟地黄填肾精、滋阴补血，相辅相成，治疗肾虚精少或精关不固的病症。补骨脂又可温肾阳治疗阳痿，配伍熟地又有阴中求阳之义。

整体来看，在配伍药物中，即有熟地黄、肉苁蓉等补益之药，又有茯苓、牛膝等渗下之药，既能补肾填精，又能泻浊，而泻浊又有利于生精[39]，补泻兼施，共同助肾发挥司开阖的生理功能。

3.3 含海马方剂的功效分析

3.3.1 海马补肾温阳的作用

含海马方剂中应用最多的功效是补肾、温阳。《中国药典》载，海马“温肾壮阳，散结消肿”，《中药大辞典》载，海马“补肾壮阳，调气活血”，皆与分析结果吻合。通过阅读历代本草文献得出，在宋代之前的本草著作中，均以主难产或血气痛为功效，《宝庆本草折衷》提出海马可补助元阳后，其兴阳的功效逐渐得到应用。值得注意的是，海马虽有补肾壮阳的功效，但应用时还要结合病人体质与主治病症合理配伍，避免滥用。

3.3.2 海马益精补气的作用

海马益精、补气的作用多是通过配伍药物来发挥。在药物与功效的关联分析中，海马益精的功效主要与熟地黄、肉苁蓉、枸杞子等配伍，发挥补肾填精的作用，海马益气的功效主要与人参、黄芪、甘草、山药等配伍，发挥补益肾气的作用。此外，海马生髓、强腰、健脑等作用的发挥也与补肾作用相关。

3.3.3 海马托毒消疮的作用

从功效的频数分析结果可以看出，海马除补益作用外，托毒的功效也应用较多。在《本草纲目》中便记载了用“海马拔毒散”治疗疔疮发背恶疮[40]，多与穿山甲、朱砂、水银等配伍，宣通脏腑、贯彻经络、透达关窍[41]，起到温、托、溃的作用。因海马性温，故其治疗的疮疡肿毒多属于深部的、阴性的、不容易消散的。

3.3.4 海马消癥散结的作用

除补益作用外，海马消癥瘕的作用也较明显。《本草纲目》载，海马可“暖水脏，壮阳道，消瘕块，治疔疮肿毒”，此后该作用逐渐得到各医家的认同。在含海马方剂中，最早用于治疗癥瘕的是宋代《太平圣惠方》的琥珀散方，其后是明代《普济方》的“木香汤”“阿魏丸”及“硇砂丸”，多用于治疗妇人腹中血瘕。现代也有多位学者研究证明，海马具有抗肿瘤的作用[42,43]。

3.4 含海马方剂的主治分析

在含海马方剂的主治病症中，应用最多的疾病便是“阳痿”。自陈衍指出海马可以补助元阳后，后世本草著作便将“兴阳”视为重要功效，通过配伍补骨脂、肉桂、淫羊藿、肉苁蓉等，也可增强对阳痿的治疗效果。现代文献也指出，海马具有性激素样作用[44-47]，可提高交配能力，增加生殖器官的重量等。海马治疗腰痛、虚劳、遗精、健忘、不育等疾病，一方面通过补肾壮阳益精的功效来发挥，一方面通过配伍药物来增强。如配伍熟地黄、五味子、覆盆子等补肾填精药治疗肾虚精亏所致的腰痛；配伍鹿茸、熟地黄、补骨脂等补益药治疗虚劳；配伍狗肾、巴戟天、砂仁等治疗肾虚所致的健忘。在治疗虚劳时，菊花的配伍较多，可能原因是方剂中补阳药剂量大，用菊花的凉性来抑制温热之性太过。

4 结语

据《中华人民共和国药典》记载，海马的主治病症有阳痿、遗尿、肾虚作喘、癥瘕积聚、跌扑损伤、痈肿疔疮，其功效为温肾壮阳、散结消肿[6]。通过频数分析与关联规则挖掘结果可以看出，应用较多的是通过海马补肾温阳的功效治疗阳痿，这也体现了现代对于海马壮阳作用的追逐。此外，海马配伍组方还具有益肾精、补肾气、托毒、止痛、活血消癥、除湿利尿等功效，治疗腰痛、虚劳、遗精、健忘、瘿病、不寐、痹证等内科疾病，以及难产、带下、月经病、产后病等妇科疾病，现代研究已经证实了部分功效，如用海马提取物或组方治疗腰痛[48]、虚劳[49]、健忘[50]、痹症[51]等。研究结果对临床配伍用药也有启发，如治疗阳痿常配伍狗肾、枸杞子、人参、淫羊藿等，治疗健忘常配伍石燕、狗肾、巴戟天、砂仁等，治疗腰痛常配伍虾、狗肾、淫羊藿、何首乌等，治疗癥瘕常配伍醋、樗鸡、干漆、硇砂等，这些都有待进一步的临床验证。近年来，由于栖息环境的影响[52]以及过度开发应用，已有多种海马被列入《世界自然保护联盟》（IUCN）濒危物种红色名录。因此，在以后的工作中，要加强野生海马的保护，发展改进人工海马的养殖技术，扩展海马药用资源[53]。

本文通过对含海马方剂进行数据挖掘，拓展了海马的应用范围，促进了海马的合理利用。为现代海马的临床应用及新药开发提供参考，为构建海马用药经验模式提供数据基础[54]，也为海洋中药的开发与利用探索思路。