基于网络离散导数法挖掘郭淑云教授治疗轻中度溃疡性结肠炎遣方用药规律 *

李墨航 邵明义 郑光 曾震军 郭洪涛

(1.河南中医药大学第一附属医院，河南 郑州 450000；2.兰州大学信息学院，甘肃 兰州 730000)

溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，UC) 是一种遗传背景与环境因素相互作用而产生的慢性非特异性炎性疾病，病变累及直肠、结肠的不同部位。主要症状有持续或反复发作的腹痛、腹泻、黏液脓血便、里急后重和不同程度的全身症状。其发病率呈逐年上升，易反复发作，且病情迁延难愈。本病归属于中医“久痢”、“肠澼”等范畴。中医治疗作为UC治疗的重要组成部分有其不可替代的作用，其优势在于诱导疾病缓解，预防疾病复发[1]。

郭淑云教授从事消化临床、科研工作近40年，师承首届国医大师李振华教授，对中医药防治消化系统疾病有丰富的临床经验和独到见解。本文统计了其4年的UC门诊处方，应用网络离散导数[2]的数据挖掘技术，分析总结郭淑云教授治疗UC的用药特点及规律，为此病的临床治疗提供用药配伍方面的参考。

1 资料与方法

1.1处方资料 本研究的UC数据，来自河南中医药大学第一附属医院的HIS系统中关于全国名中医郭淑云教授的处方。数据的时间跨度为4年：自2015年1月1日至2018年12月31日。期间共收录诊断为UC患者的381个中药处方。

1.2方法

1.2.1数据预处理 从医院HIS系统导出的数据是已经格式化好的处方信息，但在阅读具体处方数据的时候，发现在HIS系统应用的过程中，有很多不规范的地方，需要进行清洗和预处理[3-5]。如中药名称、规格、一次性用量、总量的项目，但是系统中的药品名称，在输入的过程中，由于习惯和对HIS系统不熟悉等原因，经常出现对于系统整理中药的处方规律造成干扰的情况，为了全面系统真实的总结郭淑云教授治疗UC的用药规律和特点，需要建立规则将干扰信息清洗出去。

1.2.2处方中药计量标准的建立 医院HIS系统导出的处方中药数据，根据中药的不同剂型(饮片/颗粒剂/院内制剂等)，剂量的标准也存在差异(克/袋/包/片/枚等)，在进行处方中药剂量整理的时候，需要根据实际情况，进行计量单位的统一。本研究中，根据临床处方和疗效实际情况，将饮片克数与颗粒剂的克数等同处理，姜(片)枣(枚)根据处方方意，做省略处理。

1.2.3处方中药的统计 对处方中药的用药情况进行和、均值和方差的统计，分别得到处方中药整体的用药特点和规律。实现和展示的环境是MS Excel 2016和Python 3.6的matplotlib软件包[6]。

1.2.4中药网络的建立和展示 针对UC的中药处方用药规律通过网络图的方式直观的展示。网络图的构建，是基于网络离散导数的方法[7]。其原理是：同一处方的中药，存在自然的共同出现(co-existence)关系，将这些共同出现的中药，按照核心/高频用药的数据进行“切片”，保留关键用药规律，进而得到相应的中药网络[7-10]。网络的展示，使用UTF-8编码在Cytoscape 3.7软件[11]中实现。

1.2.5技术流程图 为直观展示本研究的资料和方法流程，现将资料和方法的整理成图(图1)。

图1 数据和方法流程图

2 结果

2.1381个处方中药平均用量频次统计 图2中可见，在381个处方中，应用频次排序最高的前20味中药，茯苓、马齿苋、黄芪、仙鹤草等居前；从药物使用量的均值趋势来看，白术的用量变化最大，从15～30 g不等，炒麦芽变化最小，用量为30 g左右。分析这些药物，频次最高的茯苓为利水渗湿药；马齿苋次之，为清热解毒药，是治疗赤白痢下专药；黄芪、山药(炒)、白术(炒)、党参为健脾益气药；小蓟、藕节、白及、炒桃仁为化瘀止血药；当归(炒)、炒白芍为养血补血药；木香行大肠之气滞，黄连清大肠之湿热；炒麦芽、鸡内金消食化积。

图2 中药处方频次统计前20味

2.2核心中药网络组合 应用网络离散导数的数据挖掘方法[2]，计算381个处方中中药的网络关系。首先逐步建立完整的中药等数据集，作为分层挖掘的“刀片”，再从电子病历系统提取UC数据，人工分析其中药处方特点，并对建立的数据集反复校正。将收集来的数据，按照收集的先后顺序，整合到一个文件里面，以编码格式保存。然后，利用专有的提取工具对数据库进行信息提取，保存成格式化的、便于大型关系型数据库(Microsoft SQL Server，SQL)处理的格式，然后导入SQL中进行下一步的挖掘分析。运用算法对上述UC数据仓采取数据分层切片挖掘分析，可以得到二维频次关系(即相关挖掘要素在数据集中出现的频数以及两两之间的频数关系)，二维频次用Cytoscape 3.7软件[11]进行可视化处理，形成二维网络图，从而直观展现郭淑云教授治疗UC的中药用药规律。

2.2.1高频核心中药网络 图3(A)中药网络图高频可见，治疗UC的网络图中，茯苓-马齿苋组合最高，茯苓性平，淡渗利湿；马齿苋为治痢专药。图3(B)黄芪次之，黄芪补气，托里生肌排脓，仙鹤草、小蓟止血养血。

图3 中药高频网络

2.2.2核心中药网络 该中药网络图4中，中药饮片字体大小及网络线的粗细与药物出现的频次、互相关联的频次相关。从图中重要性来看，马齿苋最为核心，为治赤白痢的专药；仙鹤草、藕节、小蓟、白及为止血养血药；黄芪、山药、党参为健脾补气药；茯苓、黄连为利湿燥湿药；当归、炒桃仁为活血祛瘀药；炒麦芽、鸡内金、(炒)白术、木香为健脾和胃，消食化积药。

图4 中药高频20个药物网络(频次≥9次)

2.2.3核心中药剂量网络图 图5为核心中药网络中的剂量计算，图中中药颜色深浅表示临床处方的频率，颜色越深，使用越频繁，反之亦然。途中黄色方柱表示处方中的用量，单位是克。从图中可见马齿苋31 g，茯苓19 g，黄芪14 g，仙鹤草29 g，小蓟20 g，藕节20 g，木香12 g。该中药核心方量网络大致反映了郭淑云教授治疗UC主要遣方用药特点。

图5 核心中药剂量网络图

3 讨论

本研究收集门诊HIS系统的UC数据，通过网络离散导数的数据挖掘方法，展示了郭淑云教授中药治疗UC的核心用药及用量。门诊治疗的病患，病情相对稳定，以轻中度为主。郭淑云教授认为，UC的病变部位在大肠，与脾胃相关。其证型多为“脾胃气虚，湿热留恋”[12-13]。脾胃受损，湿浊内生，与肠中气血和秽浊之气相博结，腐败而化为脓血，导致本病发作[14-15]。

郭淑云教授在本病遣方用药中用药特点是温补而不过燥，以健脾益气，清化湿热，调气行血，有出血者合以止血之法。马齿苋为治疗赤白痢专药，亦可药食两用，UC任何证型均可选用。具有清热利湿，解毒消肿，凉血止血之功，现代药理研究显示，马齿提苋取物对志贺菌、大肠埃希菌、痢疾杆菌、酵母菌均有较强的抑制作用[16]。茯苓性平，健脾渗湿止泻，脾虚便次多者必用。仙鹤草又名脱力草，具有补脾敛阴、清化湿热、抗炎、益气、止血止痢等作用[17]。小蓟性凉，味甘，具有凉血止血、散瘀解毒消痈之功效，现代药理研究表明，小蓟具有止血、凝血、抗菌、抗炎以及对心血管系统的作用等多种药理活性，能够治疗衄血、吐血、尿血、血淋、便血、崩漏、外伤出血和痈肿疮毒等传统疾病[18]。藕节性平，收敛止血而不留瘀。郭淑云教授认为，便中带血者，须用仙鹤草、小蓟、藕节，三味止血药药性平和，不热不寒，症见出血者，用之效佳。白及收敛止血，消肿生肌，对于黏膜糜烂者甚佳，研究显示，白及有很好的止血、溃疡面修复及促进伤口愈合的作用[19]；白及提取物可通过抑制炎性反应及氧化应激抑制UC[20]。善用山药、白术，炒用取其温中健脾止泻之效；生用取其平补而不化燥生热。脾虚甚者，加入党参、黄芪健脾益气，黄芪在此取“托里生肌，升提中气”的作用，对于中气下陷者，在促进溃疡局部愈合时必用之。郭淑云教授认为，治疗UC当遵刘河间“调气则后重自除，行血则便脓自愈”，在UC出现腹痛下坠，便中带有脓血黏液症状时，当归、桃仁、木香必用，取其调气行血之意，木香可行大肠之气，炒当归、炒桃仁行血化瘀，祛除肠中瘀滞。黄连、木香等分配伍组成香连丸，可清热燥湿、行气止痛，主要用于湿热痢疾、里急后重、腹痛泄泻的治疗，为治下痢的古代名方；在化学成分方面，香连丸主要含有生物碱、倍半萜类、单萜类化合物等化学成分，研究表明，其具有抗胃溃疡、抗腹泻、抗溃疡性结肠炎及抗菌等多种药理活性，主要用于痢疾、泄泻、肠炎与胃炎等疾病[21]。芍药、甘草组成芍甘汤，是源于东汉张仲景《伤寒论·太阳篇》的著名方剂，是常用的缓急止痛之方，主营阴不足、肝脾不和，症见脘腹诸痛，四肢挛急等证候，UC腹中绞痛、隐痛者，最适合选炒白芍、炙甘草，可缓急止痛。鸡内金、炒麦芽有健胃消食的作用，对于UC伴消化不佳，纳差少食者，既保护了脾胃，促进汤药吸收，又增进了患者食欲，体现了郭淑云教授用药顾护脾胃的学术思想。

综上，本研究对郭淑云教授近4年中医药治疗溃疡性结肠炎的临床数据分析整理，挖掘到常用的核心药物及药物配伍、用量规律。本研究对总结名中医临床经验用药，以及指导中医临床及开发新方新药提供参考。