沈怡婷 周 颖 陈 霞 于美玲 卢圣锋

(南京中医药大学第二临床医学院，江苏 南京 210023)

基于数据挖掘的中药改善学习记忆能力组方规律

沈怡婷 周 颖 陈 霞 于美玲 卢圣锋1

(南京中医药大学第二临床医学院，江苏 南京 210023)

目的探讨运用数据挖掘技术总结中药改善学习记忆能力的处方规律。方法收集近10年中药治疗学习记忆障碍性疾病的文献，利用Excel软件建立中药处方数据库，采用SPSS17.0和Clementine12.0软件依次对数据进行频次分析、关联分析和聚类分析。结果筛选出相关文献297篇，涉及的174味中药主要分为19大类，39小类，其中包含药物数前三位的是补虚药、清热药和活血化瘀药，使用频次前5位的药物分别为茯苓、石菖蒲、人参、川芎和当归。关联分析显示中药之间相关性最高的是熟地黄-山茱萸。聚类分析显示，存在5个核心用药群及重点用药和辨证用药两类。结论中药改善学习记忆能力的临床选药常用组合规律可为治疗记忆功能障碍性疾病的临床中药处方提供思路。

学习记忆；中药；处方规律；数据挖掘

学习记忆受损往往与中枢神经系统的神经退行性疾病相关，并最终导致痴呆。临床治疗目的是重建学习探索能力和长期记忆能力〔1〕。中国人口老龄化正日益加速,痴呆的发病率也逐年增加，带来了严重的社会问题和医疗问题,积极开展对痴呆的研究已十分迫切〔2〕。越来越多的临床研究表明，中医药治疗学习记忆障碍性疾病具有良好的疗效，但各医家遣方用药差异明显，并且缺乏系统整理。笔者对近10年相关文献进行了检索分析，并总结中药在治疗记忆功能障碍性疾病中的用药规律，以期对临床选药治疗记忆功能障碍性疾病提供参考依据。

1 资料与方法

1.1资料 在中国期刊全文数据库 (CNKI) 中以“学习记忆”或“认知功能”或“痴呆”或“阿尔茨海默病”+“中药”或“中医”或“方”或“汤”或“丸”或 “散”或“药”为主题词，检索近10年来(2006～2016年)在国内公开发表的中药改善学习记忆能力的期刊论文。经过筛选共纳入297 篇文献进行分析。

1.2方法

1.2.1规律探析 ①频次分析：对中药的使用频次进行分析。②高频用药分析：对使用频次较高的中药进行分析。③关联规则分析：采用关联规则方法，计算中药项集的支持度和置信度，进行中药配伍规律分析。置信度代表前项出现条件下后项出现的概率，支持度代表前后项同时出现的概率。④聚类分析：通过聚类分析，查看一组数据中有哪些近似数据值之间的联系更为密切，用以分析临床改善学习记忆能力的用药配伍规律。

1.2.2文献纳入与排除方法 纳入标准：①主要治疗手段以为中药，方剂，散剂，丸剂，汤剂为主；②对象必须是学习记忆功能障碍性疾病；③实验方案设计相对合理，并设有对照组； ④采用的诊断或疗效评价标准均为国际或国内同行公认的通用标准；⑤有具体处方原则，且由中药药物组成。

排除标准：①综述、个案报道、硕士博士论文类文献；②未以中药治疗为主的文献；③未明确给出具体的药物组方；④研究的方法，诊断标准或疗效评价标准不是同行公认的文献；⑤研究结果显示为无效或无统计学意义的文献；⑥数据内容重复引用的文献，仅取1次。

1.2.3数据的标准化与数据库的建立 参考全国中医药行业高等教育“十二五”国家级规划教材《中药学》〔3〕，对药物名称进行规范化处理。采用 Access将篇名、作者、中药输入，建立改善学习记忆功能的中药处方数据库，利用Excel建立中药使用表，并导入SPSS 17.0和Clementine 12.0软件中。

1.3统计学方法 应用SPSS17.0进行描述性及聚类分析；应用Clementine12.0软件进行关联分析〔4〕。

2 结 果

2.1频次分析结果 对174味中药进行药物归类。相关文献297篇中，涉及中药174味，主要归属于19大类，其中补虚药39味，清热药19味，活血化瘀药16味，解表药13味，平肝熄风药12味，化痰止咳平喘药11味，安神药9味，利水渗湿药9味，理气药6味，温里药5味，止血药5味，收涩药4味，消食药4味，开窍药3味，祛风湿药3味，芳香化湿药3味，攻毒杀虫止痒药2味，驱虫药1味，泻下药1味。39小类，其中补气12味，补阳11味，补阴10味，补血6味，均为补虚药；清热泻火5味，清热燥湿5味，清热解毒5味，清热凉血4味，均为清热药；活血调经6味，破血消症4味，活血止痛4味，活血疗伤2味，均为活血化瘀药；发散风热7味，发散风寒6味，均为解表药；息风止痉8味，平抑肝阳4味，均为平肝熄风药；清热化痰5味，温化寒痰4味，止咳平喘2味，均为化痰止咳平喘药；养心安神6味，重镇安神3味，均为安神药；利水消肿5味，利水退黄3味，利尿通淋1味，均为利水渗湿药；化瘀止血3味，凉血止血2味，均为止血药；固精缩尿止带2味，固表止汗1味，敛肺涩肠1味，均为收涩药；祛风湿强筋骨2味，祛风湿清热味1，攻下1味，为祛风湿药；其他8味。依据使用频次，补虚药、清热药、活血化瘀药、解表药和平肝熄风药居前5位。

2.2高频用药分析结果 对涉及的174味中药进行使用频次分析，总用药频次为1 895次，其中茯苓和石菖蒲用药频次最高，分别为91次和90次，分别隶属于利水渗湿药与开窍药。其次为人参(89次)；用药频次60～69次的有川芎(69次，活血化瘀药) ，当归(67次，补虚药)，熟地黄(66次，补虚药)，甘草(65次，补虚药)；用药频次50～59次的有何首乌(56次，补虚药)，远志(54次，安神药)；黄芪(补虚药)48次；30～1次的有

山茱萸、白术等164味。使用频次最高的10味中药大多为补虚药。人参(89次，补虚药)、黄连、川芎(69次，活血化瘀药)、柴胡、地龙的使用频次分别位列补虚药、清热药、活血化瘀药、解表药和平肝熄风药之首。见表1。

表1 药物归类使用频次前5类的用药情况(n)

2.3关联分析结果 将使用频次>21次的24味中药进行关联规则分析，设定支持度>5%，置信度>80%，总共得到24条，支持度最高的是熟地黄-山茱萸，其次为山茱萸-山药。而以置信度进行排列时，有8个关联药对为100%，且其支持度都为5.05%，主要由山茱萸、牡丹皮、泽泻、山药相互搭配构成，为六味地黄丸的主要组分。见表2。

2.4聚类分析结果 为了进一步获得核心处方特征，将频次>21次的24味中药进行聚类分析。若按群集数10来分，可以得到5个有效聚类群：枸杞-龟甲-菟丝子、熟地黄-山茱萸-山药-牡丹皮、石菖蒲-远志、何首乌-淫羊藿-丹参-黄连、白术-黄芪-地龙-赤芍、甘草-白芍-柴胡。将24味中药分为两大类：一类为重点用药，包括山药、山茱萸、牡丹皮、熟地黄、菟丝子、龟甲和枸杞子；另一类为辨证用药，包括4小类，分别为丹参-淫羊藿-黄连-何首乌、远志-石菖蒲-人参、赤芍-地龙-黄芪-白术-当归-川芎、柴胡-白芍-甘草-茯苓。见图1，图2。

表2 中药关联规则表

图1 改善学习记忆能力高频中药的聚类冰柱图

图2 改善学习记忆能力高频中药聚类树状图

3 讨 论

学习记忆障碍性疾病是现代临床常见的一类疾病，其发病机制较为复杂，主要是以学习记忆能力下降为主要临床症状，衰老是其主要诱因〔5〕。当前，世界人口老龄化趋势明显，该类患者人数逐年上升，有学者预测，如果不能有效干预，中国的痴呆患者人数在未来20年里将大幅增长，至2030年将达到2010年的2.8倍〔6〕。目前普遍认为，学习记忆障碍属于中医“痴呆”范畴，对其治疗，有较为完整的理论体系，诸如阴阳失调学说、脏腑虚损学说等。但普遍认为〔7〕，该病主要由于髓减脑消或痰瘀痹阻脑络，神机失用而导致的神志异常性的疾病，以呆傻愚笨、智能低下、善忘等为主要临床症状。本病的形成以内因为主，多由于年迈体虚、七情内伤、久病耗损等原因导致气血不足，神经亏耗，脑髓失养，或气滞、痰浊、血瘀痹阻于脑络而成。其病位在脑，与心、肝、脾、肾功能失调相关，与肾最为密切。因此，临床常用治疗痴呆的方法为“补虚泻实”〔8〕。其中，补虚常用补肾填髓、补益气血为主，泻实常以开郁逐痰、活血通窍、平肝泻火为主。分析结果显示，学习记忆障碍性疾病治疗时主要选用补虚药、清热药、活血化瘀药、解表药和平肝熄风药，其中人参、黄连、川芎、柴胡、地龙分别位于这五种大类之首。使用频次最高的十味中药是茯苓、石菖蒲、人参、川芎、当归、熟地黄、甘草、何首乌、远志和黄芪，其中有些药提取的核心成分已被证实具有良好的改善学习记忆功效，如川芎嗪〔9〕、黄芪多糖〔10〕。此外，使用频次超过50的中药大多属于补虚药。由此可知，针对学习记忆能力下降的疾病，中医多以“虚则补之”为治疗原则。

关联规则分析显示，相关性最高配伍为熟地黄-山茱萸，其次为山茱萸-山药、熟地黄-山药、甘草-柴胡、熟地黄-山药-山茱萸。其中，熟地黄、山药和甘草为补虚药，柴胡为解表药，山茱萸为收涩药。熟地黄补血养阴，填精益髓，山茱萸补益肝肾，收敛固涩，山药益气养阴，补脾肺肾，固精止带，三者任意配伍皆可达到滋阴补肾，酸甘化阴，封藏收涩之效。甘草补脾益气，祛痰止咳，缓急止痛，清热解毒，调和诸药，柴胡解表退热，疏肝解郁，升举阳气，两者相配可有疏肝益气解郁之功。另一方面，关联分析显示各味中药的支持度都不是很高，由此可见各医家临床用药时受流派及经验等影响较大，用药选方差异颇大，对学习能力障碍性疾病的治疗还没有形成完全统一的认识。

为充分挖掘中药治疗学习记忆障碍性疾病的用药规律，更进一步指导临床实践，我们对使用较多的中药进行聚类分析，以冰柱图结合树状图分析，得到5个有效聚类群。树状图显示，24味中药被分为两大类，一类为重点用药，大多均为补虚药，补肾填髓、补益气血。山药益气养阴，山茱萸补肾收敛，熟地黄补血养阴，菟丝子补益肝肾，龟甲滋阴潜阳，枸杞子滋补肝肾，配合牡丹皮清热凉血，活血祛瘀，共同填精益髓，泻实祛瘀以补益兼消之功，虚实兼顾。第二类为辨证用药，包括4小类，分别为“丹参-淫羊藿-黄连-何首乌”补肝益肾，清热活血；“远志-石菖蒲-人参”补气安神兼开窍；“赤芍-地龙-黄芪-白术-当归-川芎”补益气血，清热息风，活血化瘀；“柴胡-白芍-甘草-茯苓”疏肝利湿兼以缓急止痛，其也是逍遥散的成分，本身有良好的改善学习记忆能力〔11〕。痴呆在临床上常分为髓海不足证、脾肾两虚证、痰浊蒙窍证、瘀血内阻证、心肝火旺证，在临床治疗中，以上4类辨证用药配伍方亦可进行加减组合应用。

综上，学习记忆障碍性疾病虽然发病机制复杂，但也一定规律可循。因其主要病机为髓减脑消或痰瘀痹阻脑络，神机失用导致神志异常，故在治疗时优先使用补虚药，可以熟地黄、山药、山茱萸为主，再根据临床具体症状辨证加减。在临床中，除选用中药治疗记忆功能障碍性疾病，还可以进行针灸治疗，针药结合以期更好的疗效。但同时也提示，学习记忆障碍治疗的复杂性，需要不断发现和纳入新的治疗药物，以满足临床需求。本次研究只选用CNKI近10年以来文献进行分析，选择范围仍旧较小，有一定局限性，在后续研究中应继续加大文献纳入范畴。但同时也发现，学习记忆障碍疾病是一类病症的概括，对其缺乏统一认识，在治疗和效应评价上还未形成统一标准，这些都需要进一步解决。同时，本研究提供的组方或优选药物也需要进一步采用临床评价方法进行验证，以更好地为记忆功能障碍性疾病治疗提供更好的依据。

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〔2017-02-19修回〕

(编辑 袁左鸣)

PrescriptioncharacteristicsofChinesemedicineforimprovinglearningandmemoryabilitybasedondatamining

SHENYi-Ting,ZHOUYing,CHENXia,etal.

No.2ClinicalMedicineCollege，NanjingUniversityofChineseMedicine，Nanjing210023,Jiangsu,China

ObjectiveTo investigate the prescription laws of Chinese traditional drugs for the improvement of learning and memory ability.MethodsAll data were collected from CNKI concerning the disorders of learning and memory during the latest 10 years so as to establish a Chinese herb database by Excel. SPSS17.0 and Clementine12.0 were applied to the frequency analysis, association analysis as well as cluster analysis.ResultsRelevant 294 literature were selected. The involved 174 Chinese drugs selected from the 294 literature are divided into 19 major groups and 39 minor groups. The top three herbs categories were tonifying medicinal, heat-clearing medicinal and blood-activating and stasis-resolving medicinal. And of which the leading five drugs that were mostly used are Poria cocos, Acorus gramineus, Ginseng, Angelica sinensis and Radix Rehmanniae Praearata. The association analysis revealed that Radaix Rehmanniae Praeparata and Fructus were the most relevant among all the selected drugs. The cluster analysis demonstrated that there existed five main clustering groups and two Chinese herb groups consisting of special Chinese herbs which were the mostly common choice or selected by syndrome differentiation.ConclusionsCommon rules of clinical drug selection of Chinese drugs for the improvement learning ability and memory are surnmarized, which might guide the treatment of memory disorder.

Learning and memory ability；Chinese medicine；Prescription characteristics；Data mining

R2

A

1005-9202(2017)18-4616-04；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2017.18.088

国家自然科学基金(No.81202743)；南京中医药大学健康产业创新创业项目(No.2014)

1 南京中医药大学针药结合教育部重点实验室

卢圣锋(1981-)，男，博士，副研究员，主要从事中医药防治脑老化研究。

沈怡婷(1992-)，女，在读硕士，主要从事针灸防治脑病研究。