基于文献挖掘和网络药理探讨中药治疗DPN用药规律和作用机制

邢琪昌 陈 佳 刘 征 李 伟 刘 湘

湖南省湘潭市中心医院药学部，湖南湘潭 411100

糖尿病周围神经病变（diabetic peripheral neuropathy，DPN）是一种糖尿病引起的神经功能障碍相关疾病，临床症状包括疼痛、麻木、虫爬、发热等，多发于下肢，是引起糖尿病足甚至截肢的危险因素[1-2]。《王旭高医案》中云：“消渴日久，但见手足麻木，肢凉如冰，四肢痿弱乏力”，描述的消渴痹症的临床表现与DPN 属同一范畴[3]。本研究通过收集当代中医治疗DPN 的内服方药，分析其用药规律，并对核心药对的作用机制进行网络药理学分析预测，以期为临床治疗DPN 提供思路。

1 资料与方法

1.1 一般资料

以“糖尿病周围神经病变”“DPN”“消渴痹症”“痹证”“络病”等为关键词，检索中国知网（China National Knowledge Infrastructure，CNKI）2009 年1 月1 日 至2020 年9 月30 日相关文献，搜集论述完整、方剂处方清晰、遵循中医辨证思想、具有临床疗效的中药内服治疗DPN 的临床报道。

1.2 研究方法

1.2.1 数据规范 根据《中药大辞典》[4]和《中药学》[5]（十二五教材）处方中中药名进行统一规范整理，例如把枸杞子统计为枸杞，土元统计为土鳖虫等。将收集好的437 首处方药物依次录入Excel 模版，建立数据库。

1.2.2 数据分析 ①使用中医传承辅助系统（V3.0）软件进行统计分析，分别统计分析药物使用频次、药物功效及组方规律，获得核心药对；②通过中药系统药理学数据库与分析平台（traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform，TCMSP）数据库检索核心药对的所有化学成分，并对应作用靶点；③在DrugBank、TTD 和DisGeNET 数据库中检索收集DPN 相关疾病靶点；④将上述药物靶点与疾病靶点取交集，作为核心药对干预DPN 的作用靶点；⑤将上述作用靶点上传至DAVID 数据库，进行KEGG 和GO 富集分析。方法步骤参考文献[6-7]。

1.2.3 分子对接验证 从Pubchem 数据库下载化合物3D 结构（SDF 格式文件），从PDB 数据库下载靶点蛋白的3D 结构（pdb 格式文件），使用PyMOL 软件对化合物和蛋白进行去水、加氢处理，然后通过AutoDock VINA 1.1.2（No registration required）软件将化合物与靶蛋白进行对接，计算结合能，并展示结合构型，步骤参考文献[8-9]。

2 结果

2.1 数据挖掘结果

2.1.1 药物功效统计分析 在干预DPN 的437 首中药方剂中共应用中药204 味，出现频次共4550 次。应用最多的依次为补虚类、活血化瘀类和解表类等中药。见图1。

2.1.2 基于关联规则的药物组合使用统计分析 组方用药规律以规则分析为核心处理算法，设置支持个数为100（表示所有药物中同时出现的个数），置信度0.7，点击“用药模式”，展示前15 组支持度较高药对，其中黄芪-当归组合支持度最高，故将其选为核心药对，用于网络药理学分析。见图2。

2.2 网络药理分析结果

2.2.1 核心药对成分靶点图构建 检索获得黄芪-当归中212 个化合物对应作用244 个靶点，并收集DPN 相关靶点148 个，两者取交集，获得黄芪-当归干预DPN 作用靶点33 个，Degree 值较高的化合物分别为MOL00 0098（槲皮素）、MOL000206（异丁香酚）等。见图3。

2.2.2 蛋白质-蛋白质相互作用（protein-protein interaction，PPI）网络构建及KEGG 通路富集分析 将上述33 个共同靶点基因输入至STRING 数据库获得PPI 图（图4），Degree 值较高的靶点有SLC6A4、白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）等；KEGG 与GO 富集分析结果见图5～6，通路主要有神经活性配体受体交互作用、钙离子信号通路等，GO 分析富集得到140 个生物过程，包含刺激反应、生物调节等，18 个细胞组成包括细胞膜、内膜系统等，以及25 个细胞功能包括蛋白结合、分子传导活性等。

2.3 分子对接验证

选择“2.2.1”结果中成分作为核心成分；选取IL-6和SLC6A4 作为分子对接的靶点蛋白。分子对接结果显示核心成分与关键靶点的结合能均＜-5.0 kcal/mol，具有较好的亲和力和结合活性。见表1。

表1 分子对接实验结果

3 讨论

DPN 是一种最为常见的糖尿病并发症，约有50%以上1型或2型糖尿病患者患有DPN[10]。目前西医对DPN 的治疗除了控制血糖外，还包括抗氧化应激、改善代谢紊乱、改善微循环等对症治疗[11]。但DPN 致病因素复杂，复发率高，仍需积极寻找针对治疗DPN 的新手段和新药物。

中医药治疗“消渴痹症”“络病”“痹症”等疾病历史悠久，近现代亦有丰富的文献记载。本研究通过对近10 年当代中医运用中药方剂内服治疗DPN 的文献进行收集整理，发现补虚类药物应用最多，其次是活血化瘀药，体现中医治疗DPN 扶正祛邪的基本原则。黄芪和当归分别为补气与补血活血的要药。研究显示，黄芪在降血脂、降血糖和减少糖尿病并发症等方面具有独特优势[12-13]。当归药理作用主要体现在促进造血细胞分化和增殖及抑制微炎症[14]，但也有研究显示当归中某些成分能够上调神经生长因子，从而达到保护神经的作用[15]。

中医药治疗疾病作用机制常常难以阐释。本研究通过网络药理学方法对高频核心药对黄芪-当归的潜在作用机制进行预测。化合物筛选方面，槲皮素和异丁香酚在神经保护方面具有重要作用。槲皮素是一种常见的黄酮类化合物，具有强抗氧化和清除自由基作用[16]。Xie 等[17]研究显示槲皮素能够改善STZ 诱导的DPN 大鼠周围神经损伤，其机制与调节DPN 表型相关的肠道菌群和活性氧表达水平有关。也有体外研究显示，槲皮素可以通过增加自噬以促进RSC96 细胞的增殖、减少凋亡，从而减轻高浓葡萄糖的损伤[18]。异丁香酚属于当归挥发油中主要成分之一，有报道称其对丙烯酰胺诱导的大鼠神经病变具有保护作用，机制与减弱坐骨神经区域氧化应激标志物和谷胱甘肽水平有关[19]。IL-6 参与IL-17 和TNF 等炎症通路和糖基化终末产物-受体信号通路，这些靶点和通路在DPN 的发生发展中都扮演了重要角色[20]，有研究显示，IL-6水平升高与痛性DPN 的发生相关[21-22]，SLC6A4 是一种5-羟色胺转运蛋白，存在于神经突出前膜，将突触间隙5-羟色胺回吸收至突触前神经元囊泡，调节突触间隙5-羟色胺数量，进而影响突触后膜5-羟色胺受体活性及突触间信息传递，从而参与疼痛调节[23]，SLC6A4基因多态性与慢性疼痛综合征患者疼痛敏感性的个体差异有关[24-25]。

综上所述，中医药在DPN 治疗中应用广泛，本研究通过数据挖掘和网络药理学方法系统剖析了当代医家采用中医药治疗DPN 的用药规律及其核心药物潜在的作用机制，为后期中药抗DPN 机制研究奠定基础。