基于数据聚类分析方法探索四川省名中医梁翼治疗膝关节骨性关节炎中药运用规律*

余文景，梁 翼，沙 湖，王翠平，程松苗，许 萌

（四川省骨科医院，四川 成都 610041）

骨关节炎（OA）是一种严重影响患者生活质量的关节退行性疾病，膝关节骨性关节炎（KOA）在临床最常见，肿痛和关节畸形为最常见的体征，由于关节软骨破坏，关节面不平整，活动时会出现骨摩擦音，重度患者也可出现步态异常。《中国骨关节炎诊疗指南（2021 年版）》指出，KOA 多发于中老年人群，膝关节外伤史人群也是发病的高危人群，如膝关节前十字韧带或半月板损伤后，KOA风险升高4～6倍；其高危人群还包括存在膝关节周围肌肉萎缩，需要长期跪、蹲、屈膝、长期负重等特殊职业，家族中有OA 患者或肠道菌群紊乱等危险因素者［1］。临床医师应依据患者年龄、性别、体质量指数（BMI）、病变部位及程度等采用阶梯化与个体化治疗方案，以达到减轻疼痛、改善或恢复关节功能、提高生活质量、延缓疾病进展和矫正畸形的目的。西医对该病的药物治疗，根据药理作用分为糖皮质激素、非甾体抗炎药（NSAIDs）、慢作用抗炎药物、镇痛药物、抗焦虑药及透明质酸钠、几丁糖、富血小板血浆等关节内注射药物。最常用的是NASIDs 类药物NSAIDs 类药物过量使用不但不能增强效果，还可能增加毒副反应［2］。中医药在“筋骨并重”“骨正筋柔”等理论指导下，改善患者临床症状效果确切，具有独特优势［3-4］。各学会制订的KOA 中药诊疗指南和规范基本达成一致［5］，可供临床参考。但这些意见仍存在诸多不足，不利于中医药优势和特色的发挥，需在临床进一步实践进行深入研究。本研究中通过数据挖掘方法探讨了梁翼教授治疗KOA 的处方用药规律，对于提高中医药对KOA 的“筋骨并重”“骨正筋柔”理论认识及丰富诊疗思路具有十分重要的意义。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 数据来源

纳入标准：经《中医病证诊断疗效标准（2017 年版）》诊断为KOA［6］；服用中药治疗；病史、处方等相关诊疗资料完整。

排除标准：妊娠期或哺乳期；精神疾病；合并其他严重原发性疾病。

病例选择：选取四川省骨科医院名中医梁翼门诊2021 年4 月至2022 年4 月诊疗的KOA 患者350 例共878诊次。其中，男121诊次，女757诊次；年龄45～85岁。

1.2 数据规范化处理与录入

处方中药品别名参照2015年版《中国药典》进行统一。将纳入所有病案输入Excel 2010软件，包括姓名、性别、年龄、就诊次数、中药处方、病史。患者性别进行二元化赋值，男性为1，女性为2。同一患者的复诊病案作为单独1 诊次，并添加就诊次数区分不同处方。所有中药通过赋值，1和0分别代表处方中是否含此味中药。

1.3 统计学处理

通过Excel 2010 软件进行频数统计，包括单味中药用药次数、四气五味、归经等相关分析；采用SPSS 23.0统计学软件对使用频次≥41次的高频中药进行分层聚类分析。

2 结果

2.1 中药性味归经与功效分析

中药性味包括四气和五味，一种药物包含多种性味归经。由表1可知，四气按频次高低依次为温、平、寒、热、凉；五味按频次高低依次为甘、苦、辛、酸、咸；药物归经反映药物的作用范围，按频率高低居前3 位的为肝、脾、肾。中药按主要功效分为11 类，前3 类依次为补虚药、祛风湿药、活血化瘀药。详见表2。

表2 药物主要功效分类统计（n=44）Tab.2 Statistical results of frequency of TCM by the Classification of main efficacy（n=44）

2.2 中药频次分析

350 例患者中，中药使用频次共6 083 次。其中，使用频次≥41 次的中药有40 味，共5 538 频次，占91.04%。高频中药以补虚药、活血化瘀药、祛风湿药为主，详见表3。

表3 高频（频次≥41次）中药统计（n=350）Tab.3 Statistical results of TCM with a high - frequency use of ≥41 times（n=350）

2.3 高频中药分层聚类分析

选取频次≥41 次的40 味中药进行分层聚类分析，区间采用平方欧式距离。由图1 可知，药物聚为4 类最合适，第1类为熟地黄、当归、川牛膝、鸡血藤、白芍，第2类为醋龟甲、盐黄柏、盐知母、锁阳、陈皮、淫羊藿、炙甘草，第3 类为枸杞子、三七、延胡索，第4 类为黄芪、人参、丹参、红毛五加皮、佛手、白术、山药、茯苓、狗脊、海桐皮、肉桂、白芷、川芎、牡丹皮、山茱萸、泽泻、香附、鹿衔草、肉苁蓉、骨碎补、独活、焦山楂、建曲、焦麦芽、女贞子。在高频次中药聚类分析中，选取出现频率较高的药物纳入分析，可更好地理解中药的组方和应用。但并不是所有聚类组中数量较多的药物组都具有重要意义，有些药物组可能只是由于某种偶然性导致药物数量较多，并无实际意义和应用价值。为避免过分关注数量较多的药物组而忽略实际的应用价值，选择前3类药物组进行分析。详见表4。

图1 高频（频次≥41次）中药聚类分析树状图Fig.1 Dendrogram of clustering analysis of TCM with a high -frequency use of ≥41 times

表4 高频中药聚类分析情况Tab.4 Results of the clustering analysis

3 讨论

KOA 属中医学膝痹范畴［7］。四川省名中医梁翼主任坚持以中医为主促进骨关节炎疾病的恢复医疗模式，经过长期的临床积累，逐步形成了“筋骨并重，内外兼治，动静结合，骨正筋顺”的膝关节系统诊疗体系。梁翼主任认为，认识膝痹，需结合中医整体观，在充分认识人体筋骨的前提下，遵循“筋骨并重、骨正筋顺”的原则，结合人体内外环境的变化。同时，膝痹致病，风寒湿邪为外部因素，正气不足为根本内因。

《素问·痿论》云“宗筋主束骨而利机关也”，其中机关是关节的意思；人体筋附着于骨上，主要功能包括司关节运动、连接关节，筋以骨为杠杆，关节为支点，连接关节而让膝关节自如活动。《素问脉要精微论篇》云“惟膝腘之筋为最”，指出膝关节中筋的重要性；十二经筋中的六条经筋皆循行于膝，故膝有“筋之府”之谓。肾藏精，精生髓，髓养骨，肾精充盈，则骨强，骨健则体刚。肝肾同居下焦，乙癸同源，肾气虚则肝气亦虚，肝肾的亏盈决定着筋骨的功能，肝气亏虚，则筋骨驰痿，关节活动不利。肾气亏虚则会导致肝气亏虚，故筋骨之间也存在着互相影响，骨损则筋损。目前，临床治疗遵循“筋骨并重”的理念治疗KOA［8］，临床效果较好。

《正体类要》云“肢体损于外，则气血伤于内，营卫有所不贯，脏腑由之不和”，指出外伤可影响气血功能，而筋骨皮肉首当其冲。气血紊乱则脏腑经络失调，外伤就会转化为内伤，故伤筋动骨往往是内外因素综合影响的结果。《素问·刺法论》云“正气内存，邪不可干，邪之所凑，其气必虚”，强调身体正气的强盛对疾病的转归影响，正气不固，邪气趁虚而入，痹阻经脉，不通则痛。《素问痹论》云“风寒湿三气杂质，合而为痹”，指出痹病感受外邪多为风寒湿，治疗重点应补益肝肾、益气活血、舒经活络，兼以祛风散寒、除湿止痛。

中医关于“筋”的认识，众说纷纭。张晓刚等［9］认为，“筋”相当于现代医学中的肌腱、韧带、神经等；庞坚等［10］认为，“筋”包含软骨、骨骼肌、肌腱、韧带、筋膜等组织。梁翼主任偏重第2种说法，并坚持以“筋骨并重，骨正筋顺”为原则治疗KOA，侧重筋伤与骨伤的区别，注重髋、膝、踝下肢力线的协调，在分型上提出将KOA 分为髌骨关节型和胫骨关节型；治疗上提出动静结合，“动”的目的是改善功能以纠正畸形和防止复发，“静”的目的是缓解疼痛、减轻炎症、延缓进展；治法上提出内外兼治，包括膝关节镜下治疗与物理治疗。充分遵循“筋正骨顺”的指导方针，纠正关节力线，改善患者的异常运动模式。

经过对梁翼主任运用药物的性味归经分析，总结出治疗KOA 的中药性味多为温、寒、平和甘、苦、辛，归经多为肝、肾、脾。故梁翼主任予温性药物补益肾气、培本固元，以正制邪。风为百病之长，其为阳邪，具有穿透之力，寒湿邪借此力内犯，风又借寒凝之积，固风寒之邪性粘着、胶固；邪气依附于膝部，膝部经络运行不畅，气血瘀滞不通，关节屈伸不利；《素问至真要大论》记载“寒者热之”，风寒侵袭，温热药具有温阳、散寒、救逆等功效。故梁翼主任给予温性药物，以发挥温阳散寒、祛风散邪的作用，调节机体阴阳之偏性，达到阴阳平衡。温热药具有以下作用。1）促进儿茶酚胺分泌，使中枢系统兴奋；2）刺激内分泌腺体，如垂体- 肾上腺皮质，促进性激素样作用和增强甲状腺的功能，使机体处于兴奋状态；3）促进糖原分解，提高代谢使产热增加；4）增加心脏输出量，促进机体代谢［11］。《类证治裁》记载“寒湿郁闭阴分，久则化热攻痛”，由于寒热转化，风寒之邪久侵机体，郁而化热，故膝部会热痛，故梁翼主任以寒性药物，以寒制热，达到解除疼痛的目的。张宁等［12］通过观测寒性药物影响细胞中的NADH（细胞中参与代谢的主要物质之一），推测寒热药物对细胞代谢的影响，其中寒性药物荧光值低，说明寒性药物可降低细胞代谢。郑洁等［13］认为，OA 的形成跟细胞代谢关系密切，大多数动物细胞都经历了能量代谢从静止调控状态转变成代谢活跃状态的过程。而寒性药物从细胞代谢角度延缓OA 的发展，从而达到治疗目的。平性药物有活血化瘀、舒经活络的作用，以此治疗KOA。现代研究表明，平性药物中含有的黄酮类、萜类、苯丙素类、甾体类、生物碱类等物质可有效抑制血小板聚集及抗血栓［14］。现代医学对中药“四气”研究多种多样，认识逐渐深入，对于“四气”的特点众说纷纭，但缺乏统一的药性评价标准。朱铁梁等［15］通过文献研究指出，寒、热、温、凉、平的属性与本质无关，只是一个逐级划分的概念，认为“寒为凉之甚；热为温之甚；平介于寒热之间，为寒热双向使用”的特点，推测可从物质基础、生物效应、评价方法等方面对四气进行划分，为中药四气划分提供了思路。目前，从药物四气角度分析治疗KOA 的机制及作用的研究多为客观描述，尚未找到统一的理论假设或评价标准，有待进一步探索。从归经的角度，肝主筋，肾主骨，肝肾同源，水木相生，脾胃为后天之本，湿邪入内阻滞气机，脾气运化失调易使机体虚弱、正气不足、经络阻滞。故治疗时应重视肝、肾、脾三脏。

传统医学将中药按味分为酸、苦、甘、辛、咸。由表1可知，梁翼主任治疗KOA 的中药多为甘、苦、辛。他认为，“甘味”药，入脾经，补后天之本，充盈皮肉，使膝关节得到更好保护。现代研究表明，甘味药可通过多糖促进多种益生菌生长，调控肠道菌群，促进双歧杆菌存活，从而起到对抗异常病菌的作用，起到健脾的效果［16］。范珉珏等［17］通过网络药理学研究发现，甘味药中多含有泛素、斛皮素，这2种物质能调节水液代谢，增强肾脏功能。现代科学对中药四气有新的理解，认为中药中的“味”取决于所含有机物质和无机元素的含量和种类，其中苦味药含高锂、钙，且多含生物碱、苷类、苦味物质，其中苷类物质有助于膝关节的修复。余永林等［18］通过动物实验证明，淫羊藿中含有的苷类物质可降低关节腔类多种炎性因子水平，改善OA 的微环境，抑制关节软骨细胞凋亡，从而保护关节软骨。辛味药入肝经，能补肝阳，强筋壮骨，减缓膝关节的劳损。刘晓燕等［19］通过医古文研究指出，辛味药特点为发散，顺应了“木曰曲直”的特性，肝属木，故辛味药能助肝阳升发。肝气得以补充，则筋得以营养，身体关节屈伸活动更舒畅，以达到治疗KOA的目的。

由表3 可知，频次最高的3 味中药为熟地黄、当归、川牛膝。梁翼主任认为，KOA 好发年龄为中老年，该人群肝肾日益亏损，气血不足，肝血不能滋养筋膜，肾精亏虚，骨失髓养，导致骨关节不荣则痛，肝肾亏虚正气不足为根本内因；外邪侵犯致气血不畅，不通则痛。KOA 疾病特点为本虚标实，治疗以补血为主，肝血得以滋养，肝气充沛，肾气得以补充，筋骨强盛，膝关节能得到较好滋润，故能从根本上保护膝关节并能治疗相关疾病。熟地黄味甘，苦，归心、肝、肾经，具有滋阴补虚、益精血、强筋骨的功能。在KOA 的治疗中，熟地黄可补肝肾，滋养腰膝，增强肝肾功能，进而调节体内的雌激素水平，促进软骨的合成和修复，还可促进细胞代谢，增强关节的抗氧化能力，从而减轻关节炎症状。当归性温，味辛、甘，归肝、心、脾经，药性温热，具有活血化瘀、养血生肌作用。在KOA 的治疗中，当归可促进关节周围的微循环，增加细胞的氧气和营养供应，能改善关节炎的症状。另外，当归还可滋养经络，加强关节周围的肌肉、软组织和韧带的保护和修复作用。川牛膝性寒，味苦、辛，归肝、肾经，有活血散瘀、通络止痛的作用。此外，川牛膝还能通过清热解毒的作用，加速消除炎症和水肿，保护和修补受损关节的软骨组织。《本草正》记载“当归，其味甘而重，故专能补血，其气轻而辛，故又能行血，补中有动，行中有补，诚血中之气药，亦血中之圣药也……故能养荣养血，补气生精，安五脏，强形体……利筋骨”。李凯明等［20］通过网络药理学研究推测，当归治疗KOA 可能与磷脂酰肌醇3 激酶（PI3K）- Akt 信号通路有关，促进内皮细胞增殖、细胞信号传导、血管生成、调控促进细胞增殖、酶-蛋白质、抑制相关炎性因子的分泌，从而消肿止痛。葛楠等［21］通过综述总结出熟地黄中含有的地黄多糖可通过激活Wnt 通路调节2 型糖尿病骨代谢，从而间接影响KOA的发展。

表4显示，40味高频中药且聚拢趋势较好的有3类。

第1 类：熟地黄、当归、川牛膝、鸡血藤、白芍。上述药物联用可发挥协同作用，治疗KOA 具有很好的中医理论价值和中医机理。首先，这5味药物均属活血化瘀、滋养肝肾、强筋骨的主要药物，可协同发挥滋养气血、益精强骨、恢复活络、调和气机等功效。其次，这5 味药物还具有明显的药物相互作用，可进行配伍，提高药效。当归与熟地黄合用可互相辅助，减少药物的毒性，同时可加强其活血滋阴功效。鸡血藤、川牛膝与白芍合用不但能促进组织的修复和再生，还可减轻炎性反应，缓解疼痛。中药联合治疗的理论基础还包括配伍规律，即五味三气相生、相克、相互制约、相互促进。这些配伍规律说明了中药的互补性和协同作用，可以更好地发挥疗效。因此，熟地黄、当归、川牛膝、鸡血藤和白芍联用可以发挥协同作用，其药物的配伍规律和作用不仅通过中药聚类分析得到印证，而且在实际应用中也逐渐被证实为一种中医治疗KOA 的有效方法。细胞研究发现，当归与熟地配伍可增强细胞抗氧化能力，从而起到减少细胞凋亡的作用［22］。

第2 类：醋龟甲、盐黄柏、盐知母、锁阳、陈皮、淫羊藿、炙甘草，以补虚药为主，兼以理气、清热药。梁翼主任认为，KOA 的发生和发展与其内因肝肾亏虚有关，补肝肾可强筋壮骨调和阴阳，增强正气抵御外邪之力。醋龟甲属补血之品，精能生血，血能化精，精血同源，补养后天之本——肾；肾在体为骨，肾气充足，则骨得以荣养，从而起到治疗KOA 的目的。尚奇等［23］通过动物实验发现，龟甲不仅能改善骨损害，不同剂量的龟甲溶液还可促进或抑制海马神经元的功能，从而达到治疗骨质疏松的作用，进一步证明龟甲可通过影响骨质而在一定程度上治疗KOA。朱香梅等［24］从网络药理学分子角度研究发现，龟甲通过多个靶点治疗KOA，主要包括前列腺素内过氧化物酶2（PTGS2）、肿瘤坏死因子- α（TNF-α）、促分裂原活化的蛋白激酶3（MAPK3）、过氧化增殖激活受体（PPARG）等作用靶点。MAPK3与抗炎、抗软骨细胞凋亡有关；TNF-α 在软骨机制降解和骨吸收中起着关键作用；PTGS2 编码环氧合酶2（COX - 2）具有高度多态性，对缓解软骨损伤起着重要作用。晚期糖基化终末产物（AGEs）在光洁软骨中的积累被认为是OA 的主要危险因素。现代医学进一步证明，龟甲在缓解膝关节软骨损伤方面有独特作用。锁阳具有补肾益精作用，胡俊等［25］通过动物体外实验发现，锁阳中的多糖可调控细胞功能、成骨分化，并可促进钙沉积，对人体KOA 的直接影响还有待进一步研究。锁阳性温，归脾、肾经，补肾阳益精血［26］。侯佳瑶等［27］通过网络药理学研究发现，淫羊藿可通过晚期糖基化终末产物及其受体（AGE-RAGE）、PI3K-Akt通路交互作用，抑制炎性因子的释放和软骨的破坏。陈皮性温，归脾、肺经，属理气药，杨静帆等［28］通过综述总结出陈皮提取物陈皮素通过TNF 通路可抑制滑膜的增生，间接达到治疗KOA 的作用。外邪久滞机体易化热，致膝关节肿痛，故用药需注重清热祛湿。其中，黄柏始载于《神农本草经》［26］，归肾、膀胱经，具有清热燥湿、泻火除蒸、解毒疗疮等功效。现代研究发现，黄柏中丰富的小檗碱具有显著的抗炎效果，可消除膝关节的炎症［29-30］。《神农本草经》中将知母列为中品，味苦寒，主消渴热中，除邪气，肢体浮肿，下水，补不足，益气。《伤寒杂病论》中桂枝芍药知母汤主“骨节疼烦”伴“身体魁羸，脚肿如脱，头眩短气，温温欲吐”一派体虚湿盛之象，表明KOA“不通”日久亦可“不荣”，知母则补益补虚除湿［31］。

第3类：枸杞子、三七、延胡索。枸杞子，性平，味甘，具有滋肝肾、明目益气、固精神、强身健体功效。三七，性平，味微苦、微寒，具有活血化瘀、止痛消肿、生新血、调节免疫等作用。延胡索，性微寒、味辛苦，具有活血化瘀、舒筋活络、解毒消肿等作用。在中医治疗KOA 中，延胡索可与桂枝、川芎、红花等中药联用，具有较好的舒筋活络、活血化瘀、止痛消肿的作用，可缓解膝关节疼痛、僵硬等症状。综合使用这3 种中药，可达到调和阴阳、活血化瘀、调节气血、缓解症状等目的。

综上所述，中药聚类分析中的药物组合可发挥协同作用，在治疗KOA方面具有很好的中医理论价值，值得大家进一步研究。四川省名中医梁翼以“筋骨并重、骨正筋顺”为治疗原则，提出中医肝肾理念与筋骨密切相关，以补益肝肾、活血化瘀、强筋壮骨辨证施治，多应用补虚药和祛风湿药，病程中注意疏肝健脾、祛风活络中药，从而起到筋骨并治、骨强筋柔、舒经通络，消肿止痛之效果。