阿尔茨海默病“证—方—药”规律的共现聚类分析

杜相宜 魏明清 倪敬年 滕羽鸥 王硕实 林楠 王维 马素亚 李婷 时晶 田金洲

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是人类面临的重大神经变性疾病，通过独特的病理性蛋白逐渐蚕食人类通过学习获得的知识和技能，损害患者日常生活能力，最终导致失能和死亡[1]。由于缺少有效的治疗方法，AD所致的痴呆已经成为全球面临的公共卫生难题[2-3]。AD的治疗除了靶向已知病理蛋白外，也应当关注衰老、应激、炎症对脑功能网络的潜在影响，以及脑与人体周围器官的互动[4-5]。中药复方可能具有多靶点的治疗作用，从而成为AD长程管理的重要方面[6]。

中医有“心藏神”的认识，也有“肾藏志”的思想，阿尔茨海默病的治疗有从心、从肾的不同。基于证候特点，有补虚、祛邪的差异，有活血、祛痰的差异。根据患者病情变化，有守方和辨证的不同。目前，还没有达成AD中医药治疗的真正共识。近年来开展了大量的中药治疗AD的随机对照研究，而对中药治疗AD的证候和中药的相关文献的分析归纳较少，本文拟对近年发表的临床研究使用的中药复方数据进行挖掘分析，提炼AD的核心病机和方证应用规律，揭示中医论治AD的“证—方—药”规律。

1 资料与方法

1.1 文献检索

检索从建库到2020年11月11日的中英文数据库，包括中文科技期刊全文数据库(CNKI)、万方学术期刊全文数据库(WanFang Data)、维普中文科技期刊数据库(VIP)、中国生物医学文献数据库(CBM)、PubMed和EMBASE。采用主题词、题名进行文献检索，疾病名称检索词如“阿尔茨海默病”“阿尔兹海默病”“阿尔采默病”等，中药检索词如“汤”“方”“法”“颗粒”“丸”等，试验方法检索词为“随机”。检索词组内用“OR”连接，组间用“AND”连接。

1.2 文献筛选

1.2.1 纳入标准 (1)国内外公开发表的中药治疗阿尔茨海默病的随机对照临床研究；(2)采用了国际公认的诊断标准和心理学测评工具作为疗效判定标准；(3)提供具体的药物组成或根据干预方法描述可查询具体药物组成。

1.2.2 排除标准 (1)无具体病例的临床经验介绍、个案报道、理论探讨、综述、实验研究、资料汇编等非临床对照研究；(2)研究目的是评价针刺或艾灸等非中药疗法的效果；(3)重复发表及使用重复病例的文献；(4)中药制剂为非口服制剂，如注射剂。

1.3 筛选结果

检索共获得5356篇文献，其中中文文献5165篇，英文文献191篇，删除重复文献2218篇，所得文献为3138篇。通过人工复检排除不符合纳入和排除标准的文献，最终纳入分析文献共336篇。文献筛选流程见图1。

图1 文献筛选流程图

1.4 信息提取和数据分析

本研究采用COOC 6.7[7]、UCINET[8]、Matlab[9]进行共现聚类分析。对纳入文献进行全文阅读，提取文献中出现的中医脏腑定位、证候分型、证素要素、使用方剂、详细中药等信息，将各信息内相似主题词进行同义词合并及替换，并对各信息组内要素进行邻接表统计以获得各信息出现频率，进行共现矩阵构建以获得共现次数最多的“证素”和“药对”共现矩阵构建和聚类分析，寻找主要信息类别，各组别间进行二模共现分析，寻找“证—方”或“证—药”共现规律。将共现矩阵表格输入UCINET及Matlab获得共现图谱。

2 结果

2.1 证候分型及脏腑定位频次分析

336篇文章中有180篇(53.6%)文章提到具体中医证候分型，通过频次统计，得出前8位的证候排序(见表1)，其中“肾精不足” “肝肾亏虚” “痰浊蒙窍”位列前三，各证候频次比较差距不大。336篇文章中有275篇(81.8%)文章提到AD疾病所起的中医脏腑定位，其中“肾”以256次的高频排在第一，其次是“脑”(114次)、“脾”(110次)、“心”(107次)、“肝”(95次)。

表1 证候频次统计

2.2 证候要素频次及共现分析

纳入文章中共有276篇(82.1%)文章可提取中医证候要素，通过频次统计，排序前8名的证候要素见表2。对各证候要素进行共现分析，证候要素共现分析结果如图2。同种颜色代表同一种聚类，两点之间连线的粗细代表共同出现的次数多少。其中，“肾虚” “血瘀”“痰浊”“髓减”为同一聚类，“脾虚”“心气虚”“肝阴虚”为同一聚类。“肾虚”“血瘀”“痰浊”频次遥遥领先，且“肾虚”与第二位的“血瘀”差距超过60。证候要素共现中以“肾虚-痰浊-血瘀”三者共现为高。

图2 证候要素共现聚类图

表2 证候要素频次统计

2.3 常用方剂频次分布

纳入文献中有247篇(73.5%)文献中可提取具体方名，出现频率前8名的方剂依次为“通窍活血汤”(12)、“补肾益智汤”(11)、“六味地黄丸”(10)、“调心方”(8)、“七福饮”(7)、“洗心汤”(6)、“地黄饮子”(5)、“金匮肾气丸”(5)。其中”六味地黄丸” “七福饮”“洗心汤”“通窍活血汤”均为治疗痴呆的常用名方，分别是补肾、化痰和活血的经典方剂。

2.4 中药频次及共现分析

纳入文献使用最多的前8位中药分别为“菖蒲”(182)、“熟地黄”(158)、“川芎”(141)“远志”(137)、“当归”(122)、“茯苓”(119)、“黄芪”(105)、“山萸肉”(92)。出现频次大于等于30次的中药进行共现分析以及K-Means聚类。图中同一种颜色代表同一种聚类，不同节点间的连线粗细代表两节点的共现强度，前8位中药中“菖蒲” “熟地黄”“远志”“茯苓”“山萸肉”为同一簇聚类，“黄芪”“当归”“川芎”为同一簇聚类。见图3。

图3 中药共现聚类图

AD常用中药K-Means聚类中，绿色簇包括“菖蒲”“熟地黄”“远志”“茯苓”“山萸肉”等，为补肾益智之药，红色簇包括“赤芍”“桃仁”“红花”“当归”等，为活血化瘀之药，紫色簇包括“陈皮”“半夏”“白术”等，多为化痰之药，黄色簇包括“黄精”“枸杞子”“菟丝子”等，多为填精之药，褐色簇包括“五味子”“酸枣仁”“人参”等多为益气安神之药，蓝色簇包括“丹参”“地龙”等活血通络药。

常用药对(二元共现)及常用三味中药(三元共现)组成见表3～4。最常见药对为“菖蒲—远志”，与第二名有显著差距。药物三元共现中以“熟地黄—菖蒲—远志”为最多，其次是“山萸肉—熟地黄—茯苓”。

表3 中药药对共现频次

表4 中药三元共现频次

2.5 “证候—方剂”二模共现分析

纳入文献同时明确证候名称和方剂名称的文献181篇(53.9%)，提取证候和方剂进行二模共现(图4～5)。图4中X轴代表不同证候，Y轴代表不同方剂，Z轴代表共现频次。其中共现频次最多的为“痰浊蒙窍”和“洗心汤”，次之为“髓海不足—七福饮”“肝肾亏虚—补肾益智汤”“肾虚血瘀—补肾益智颗粒”。图5红色圆形代表不同证候，蓝色方形代表不同方剂，连线上的数字代表共现频次。网络连线较多方剂分别为“通窍活血汤”“七福饮”“洗心汤”和“补肾益智汤”，“肾虚血瘀—补肾益智颗粒”独立于交叉网络之外，“调心方”与高频证候无共现现象。

图4 “证候—方剂”二模共现曲面图

图5 证候-方剂二模共现节点网络图

2.6 “证素—中药”二模共现分析

将可提取证候要素信息的文章中证候要素和中药进行二模共现，得到结果如图6。其中“肾虚—熟地黄”“肾虚—远志”“肾虚—菖蒲”“肾虚—川芎”“血瘀—川芎”“肾虚—山萸肉”“血瘀—菖蒲”均为二模共现中排序靠前者。

图6 “证素—中药”二模共现节点网络图

3 讨论

3.1 可行性

阿尔茨海默病属于中医呆病或痴呆，古人并不严格区分引起痴呆的不同病因，如神经变性或血管病，很难了解古人治疗阿尔茨海默病的中医药经验。此外，治疗痴呆的古方经验也存在多个理论，有从心论治，有从肾论治，有以化痰为法，有补气血为法。近年来开展了大量以阿尔茨海默病为对象的中药临床试验，通过分析这些已发表的临床数据，借助临床数据和统计技术，可以发现当前临床实际中阿尔茨海默病的“证—方—药”使用规律。

随机对照试验具有更严格的设计要求，报告的中药组方往往以专家经验为基础，比个案报道更稳定可靠，因此研究筛选了随机对照试验作为数据源。作者整理提取了随机对照试验报告的阿尔茨海默病患者的证候类型、证候要素、选方用药等信息，通过多种聚类分析方法挖掘临床中“证—方—药”的客观规律，以期为阿尔茨海默病的准确辨证和选方用药提供可靠证据。

3.2 可信度

聚类是一个将数据集中在某些方面相似的数据成员进行分类组织的过程，聚类技术经常被称为无监督学习[10]，是一种很好的发现内在结构的技术。此外，共现技术是将两个及以上关键词等短语共同突现，常以频次表示共现程度[11]。分析各证素的共现关系和各个方剂内的中药共现关系，可以发掘相互伴生的证候要素(证候组合)和常配伍使用的中药药对(中药合用)。二模共现对一种节点集合(模态)和另一种节点集合(模态)进行共现分析[12]。故本文章可通过对证候和方剂进行二模共现发现各证候常用方剂，对证素和中药进行二模共现发现各证素对应的常用中药。

3.3 创新性

与既有研究相比，本研究采用的纳入标准和分析方法不同[13-16]。本研究明确以阿尔茨海默病为对象，不包括血管性痴呆等其他痴呆类型，指导阿尔茨海默病治疗会有更强的针对性。纳入了具有更高研究质量的临床随机对照试验，直接提取了证候或证候要素，并不是基于所使用的中药功效推定出证候分型，更好地反应原始研究对证候分型的观点，更加客观。

既往阿尔茨海默病的证药规律研究多为单独对证候和中药进行单独分析，少有对二者进行共现分析。本研究通过“证—方—药”联合共现方法，显示常用方剂和中药具有很好的“方—证”“药—证”对应关系。证候要素构成中医证候的基本单元，描述了病位以及病性，是辨证的主要依据，其合理应用可以提高辨证准确性[17]。